JPH0999298A - Treatment of sludge - Google Patents

Treatment of sludge

Info

Publication number
JPH0999298A
JPH0999298A JP7260287A JP26028795A JPH0999298A JP H0999298 A JPH0999298 A JP H0999298A JP 7260287 A JP7260287 A JP 7260287A JP 26028795 A JP26028795 A JP 26028795A JP H0999298 A JPH0999298 A JP H0999298A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sludge
enzyme
tank
solubilization
digestion
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
Application number
JP7260287A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Susumu Hasegawa
進 長谷川
Masahiko Miura
雅彦 三浦
Kenji Katsura
健治 桂
Hideki Yokoyama
英樹 横山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shinko Pantec Co Ltd
Original Assignee
Shinko Pantec Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shinko Pantec Co Ltd filed Critical Shinko Pantec Co Ltd
Priority to JP7260287A priority Critical patent/JPH0999298A/en
Publication of JPH0999298A publication Critical patent/JPH0999298A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the maintenance cost and safety of the treatment by forming an enzyme(s) capable of decomposing organic matter in sludge to solubilize suspended solid in the sludge and/or degrade it into lower molecular weight substances and to digest the sludge. SOLUTION: In this treatment, one part or all of sludge and/or microorganisms having sludge decomposing enzyme formation activity are thrown into an enzyme formation tank 1 and a liquid contg. an enzyme(s) formed from the microorganisms by cultivating them is transferred to a solubilization tank 2. If there is the other part of the sludge which is not thrown into the enzyme formation tank 1, this part of the sludge can be added to the solubilization tank 2. The sludge is solubilized and/or degraded into lower molecular weight substances in the solubilization tank 2 and thereafter, the resulting mixed liquid is supplied to a digestion tank 3 placed next to the solubilization tank 2 and when the digestion of the mixed liquid is completed, the digestion product can be discarded as a liquid and a gas. Thus, the total residence time required for the treatments in the solubilization tank 2 and digestion tank 3 can be reduced and therefore, the objective treatment can rapidly be completed and further, is excellent in cost and safety because the need of using large amounts of expensive or dangerous chemical agents is eliminated.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、汚泥の消化処理法
方法、更に詳しくは、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、化学工場などの排水処理プロセスから排出され
る有機性高濃度汚泥の、生物学的消化による処理方法及
び処理装置に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for digesting sludge, and more specifically to 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. The present invention relates to a treatment method and treatment apparatus for biological sludge by biological digestion of organic high-concentration sludge discharged from wastewater treatment processes such as food factories and chemical factories.

【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、好気性消化法または嫌気性メタン発酵法
などによって、含有されている有機成分を生物学的に、
炭酸ガス、メタンガスなどのガス成分にまで消化する方
法が採用されている。この方法において生物学的消化に
より生じた微生物バイオマス及び未消化の残存汚泥から
なる余剰汚泥を含んだ処理汚泥は、沈殿槽などで固液分
離され、液体成分は適宜排水し、余剰汚泥の懸濁固形物
は通常、陸地または海洋に投棄することによって処理さ
れることとなる。しかしながら、このような余剰汚泥を
投棄することは、環境破壊にもつながることになるた
め、地球環境保護の必要性が認識される昨今において
は、ほとんど禁止されるようになっているのが実情であ
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, in order to dispose of the above-mentioned organic sludge, the contained organic components are biologically treated by an aerobic digestion method or an anaerobic methane fermentation method.
The method of digesting to gas components such as carbon dioxide and methane is adopted. In this method, treated sludge containing excess sludge consisting of microbial biomass generated by biological digestion and undigested residual sludge is subjected to solid-liquid separation in a sedimentation tank, etc., liquid components are appropriately drained, and excess sludge suspended. Solids will usually be disposed of by land or ocean dumping. However, dumping such excess sludge also leads to environmental destruction, and in recent years, when the need for global environmental protection is recognized, it is almost prohibited. is there.

【0003】そこで、固形物を物理的、化学的もしくは
生物学的に、種々の方法によって、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/または低分子化が通常の消化段階
におけると同様の条件では実施しえない場合には、別途
可溶化槽を設けてその中で処理が行われる。
Therefore, solid matter is solubilized and / or reduced in molecular weight physically, chemically or biologically by various methods or in combination, and then digested anaerobically or aerobically. Methods have been devised. When this solubilization and / or depolymerization cannot be carried out under the same conditions as in the usual digestion stage, a separate solubilization tank is provided and the treatment is carried out therein.

【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、まず熱分解が挙げられ、例えば
槽内を60〜100℃に昇温する方法があるが、この方法で
は昇温のために相応のエネルギーを必要とするものの、
達成される可溶化の効率は有機物の約20〜30%と極めて
低く、有効な手段とはいえない。また、250℃程度にま
で昇温することに加えて加圧が行われる、いわゆるジー
マンマンプロセスが、より有効な手段として採用されう
る。しかし、このような高温にまで昇温するには多大な
るエネルギーが必要である上、高圧の処理に耐えること
ができる系を確立するためにかなりの高コストを要する
のみならず、操作が煩雑となることを禁じ得ない。さら
に、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ことで可溶化を成
し遂げようとする方法も提案され、例えば特開平2-2112
99号にそのような技術が開示されている。特定の器具や
装置を用いて大量の汚泥に破砕処理を施すのは、時間、
コスト、操作の煩雑さなどの点で実用には好ましくな
い。
The physical method for solubilizing and / or lowering the molecular weight is, first, thermal decomposition. For example, there is a method of raising the temperature in the tank to 60 to 100 ° C. Although it requires a certain amount of energy to warm,
The efficiency of solubilization achieved is extremely low, about 20 to 30% of organic matter, and is not an effective means. Further, the so-called Ziemann process, in which the pressure is applied in addition to the temperature increase up to about 250 ° C., can be adopted as a more effective means. However, in order to raise the temperature to such a high temperature, a large amount of energy is required, and not only a considerably high cost is required to establish a system that can withstand high-pressure processing, but also the operation is complicated. I can't prohibit becoming. Furthermore, in order to crush the cell walls of microorganisms in sludge, a method has been proposed in which a solubilization is achieved by applying a mill, ultrasonic waves, or the like to make the solid matter fine, for example, JP-A-2-2112.
No. 99 discloses such a technique. It takes time to crush a large amount of sludge using specific equipment and devices.
It is not preferable for practical use in terms of cost and complexity of operation.

【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号には、好気性生物処理後の汚泥に鉱酸を添
加してpH 2.5以下とし、50℃以上の温度条件下で有機物
を可溶化する技術が開示されている。また、特開平5-34
5200号では、有機性汚泥を最初にpH 7.3〜9.2とし、50
〜100℃にて可溶化した後、嫌気消化処理を行う方法
が、さらに、特開平6-99199号では、初沈汚泥を常温で
アルカリ嫌気性処理し、さらに余剰汚泥を50〜100℃で
アルカリ処理して双方の有機性汚泥をまとめて嫌気性消
化処理する方法が記載されている。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こ
れらを大量に廃棄する場合の環境上の問題、後処理とし
てpH調整を施す場合には更にそれに要する試薬の経費が
嵩むこと、などの点から、大規模なレベルでの実用化に
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 hot alkali or acid can be mentioned. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-277597 discloses a technique in which mineral acid is added to sludge after aerobic biological treatment to bring the pH to 2.5 or lower and the organic matter is solubilized under a temperature condition of 50 ° C. or higher. In addition, JP-A-5-34
In No. 5200, organic sludge was first adjusted to pH 7.3-9.2 and
After solubilizing at ~ 100 ° C, a method of anaerobic digestion treatment is further disclosed in JP-A-6-99199, in which the first set sludge is subjected to alkaline anaerobic treatment at room temperature, and excess sludge is alkalinized at 50 to 100 ° C. A method for treating and treating both organic sludges collectively for anaerobic digestion is described. 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. Ideal for practical use at a large-scale level because of the environmental problems associated with the disposal of large amounts of these substances and the additional cost of reagents required for pH adjustment as a post-treatment. It's hard to say how.

【0006】生物学的に可溶化するための方法には、例
えばプロテアーゼなどの酵素を用いて汚泥中に含まれる
タンパク質など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ある。余剰汚泥を熱処理後、
種々の酵素を添加した酸発酵の系で種々の温度にて5日
間消化を行った場合の可溶化率が報告されており(建設
省、「バイオテクノロジーを活用した新排水処理システ
ムの開発、報告書(下水道編)」312〜320頁、1991年2
月発行)、ここで酵素としてプロテアーゼを単独で用い
て70℃にて酸発酵すると、最も可溶化率が高いことが示
されている。この反応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
とは実質的には困難であり、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
いとは言えない。
A biological solubilization method is, for example, a method of solubilizing a solid component by decomposing a protein contained in sludge into a low molecular weight by using an enzyme such as a protease. is there. After heat treating the excess sludge,
It has been reported that the solubilization rate after digestion for 5 days at various temperatures in acid fermentation system with various enzymes added (Ministry of Construction, "Development of new wastewater treatment system utilizing biotechnology, report Book (Sewer), pages 312-320, 1991, 2
It is shown that the highest solubilization rate is obtained by acid fermentation at 70 ° C using a protease alone as an enzyme. This reaction is carried out under relatively mild conditions,
Although it is considered preferable from the viewpoint of safety, it is practically difficult to apply such an enzyme to a large-scale treatment because it is quite expensive, and various enzymes that can be applied depending on various characteristics of the enzyme used. Since the conditions are severely limited and the operation tends to be complicated, it cannot be said to be preferable for practical use.

【0007】さらに生物学的方法として、酵母溶解酵素
生産菌を使用した酵母エキス残渣の処理方法が特開平7-
18640号に記載されている。この発明には、YLase(酵母
溶解酵素)の高生産菌であるオエルスコフィア(Oersko
via sp. E24)の培養液を用いて、YCW(酵母エキス残
渣)の可溶化が達成されることが開示されている。有機
性汚泥と酵母エキス残渣とは、実質的にその組成等が異
なるものであるから、このような方法を有機性汚泥に適
用したとしても同様の効果は考えにくい。
Further, as a biological method, a method for treating a yeast extract residue using a yeast lytic enzyme-producing bacterium is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No.
18640. This invention includes Oerskophia (Oerskophia), which is a high-yielding bacterium of YLase (yeast lysing enzyme).
It is disclosed that YCW (yeast extract residue) solubilization is achieved using a culture solution of via sp. E24). Since the organic sludge and the yeast extract residue have substantially different compositions and the like, even if such a method is applied to the organic sludge, the same effect is unlikely.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】このように、当該技術
分野では、有機質を含む汚泥中の懸濁性固形物を効率良
く可溶化及び/または低分子化でき、より迅速な消化処
理が可能な処理方法ならびに、維持コスト、安全性の面
においても優れた処理装置はこれまでに提案されていな
い。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, in the present technical field, it is possible to efficiently solubilize and / or reduce the molecular weight of a suspending solid substance in sludge containing an organic substance, which enables a more rapid digestion treatment. Up to now, no treatment device excellent in terms of treatment method, maintenance cost, and safety has been proposed. The present invention has been made in view of the current situation,
It is an object of the present invention to provide the following method and device.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、有機質を含む
汚泥の消化処理方法での、従来技術における前記した目
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。
Means for Solving the Problems The present invention has been accomplished as a result of earnest studies for achieving the above-mentioned object in the prior art in a method for digesting sludge containing organic matter. Is characterized by.

【0010】すなわち本発明は、有機質を含む汚泥を生
物学的に消化処理する方法であって、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、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、ならびに懸濁固形物を可溶化及び/または低分子
化した後に、汚泥を消化するための消化工程を含むこと
を特徴とする汚泥の消化処理方法を提供する。
That is, the present invention is a method of biologically digesting sludge containing organic matter, which comprises an enzyme production step for obtaining an enzyme for decomposing organic matter in sludge, and a suspended solid matter in sludge. Digestion treatment of sludge, which comprises a solubilization step for solubilization and / or depolymerization, and a digestion step for digesting sludge after solubilization and / or depolymerization of suspended solids. Provide a way.

【0011】さらに、本発明は、以下の特徴を有する前
記汚泥の消化処理方法をも提供するものである。
Furthermore, the present invention also provides a method for digesting and treating sludge, which has the following features.

【0012】前記酵素生成工程において得られた酵素
が、前記可溶化工程において利用される。
The enzyme obtained in the enzyme production step is used in the solubilization step.

【0013】前記酵素生成工程は、前記酵素生成のため
の反応の原材料として各種有機性廃液または汚泥の懸濁
液を含む。
The enzyme producing step includes various organic waste liquids or sludge suspensions as raw materials for the reaction for producing the enzyme.

【0014】前記酵素生成工程は、前記酵素生成のため
の反応の原材料として前記可溶化工程及び/または消化
工程より得られる汚泥の懸濁液またはその上澄を含む。
The enzyme production step includes a sludge suspension obtained from the solubilization step and / or the digestion step or a supernatant thereof as a raw material for the reaction for producing the enzyme.

【0015】前記酵素生成工程において、別の分離源よ
り得られた汚泥分解酵素生成活性を有する微生物が培養
され、得られた酵素が前記可溶化工程において利用され
る。
In the enzyme producing step, a microorganism having a sludge-decomposing enzyme producing activity obtained from another separation source is cultured, and the obtained enzyme is used in the solubilizing step.

【0016】前記可溶化工程及び/または消化工程の後
に、汚泥懸濁液の固液分離工程をさらに含み、該分離工
程により得られる液体上澄が、前記酵素生成工程におけ
る酵素生成反応の原材料として用いられ、該上澄中に含
まれる微生物が該酵素生成工程にて培養される。
After the solubilization step and / or the digestion step, a solid-liquid separation step of sludge suspension is further included, and the liquid supernatant obtained by the separation step is used as a raw material for the enzyme production reaction in the enzyme production step. The microorganisms used and contained in the supernatant are cultured in the enzyme production step.

【0017】前記酵素生成工程は、50〜90℃の温度範囲
の下で行われる。
The enzyme production step is performed under a temperature range of 50 to 90 ° C.

【0018】前記有機質を含む汚泥は、下水余剰汚泥で
ある。
The sludge containing organic matter is sewage surplus sludge.

【0019】前記汚泥分解酵素生成活性を有する微生物
は、下水余剰汚泥を50〜90℃にて好気的または嫌気的に
培養することにより得られる微生物である。
The microorganism having sludge-degrading enzyme-forming activity is a microorganism obtained by aerobically or anaerobically culturing sewage surplus sludge at 50 to 90 ° C.

【0020】前記汚泥分解酵素生成活性を有する微生物
は、下水余剰汚泥を60〜70℃にて好気的に培養すること
により得られる微生物である。
The microorganism having sludge-degrading enzyme-forming activity is a microorganism obtained by aerobically culturing sewage surplus sludge at 60 to 70 ° C.

【0021】前記汚泥分解酵素生成活性を有する微生物
は、コンポスト、例えば馬糞コンポストより分離した好
熱性微生物である。
The microorganism having sludge-degrading enzyme-forming activity is a thermophilic microorganism separated from compost, for example, horse manure compost.

【0022】また、本発明は、有機質を含む汚泥を生物
学的に消化処理するために用いられる消化処理装置であ
って、汚泥中の有機質を分解しうる酵素を得るための酵
素生成槽、該酵素生成槽の下流に連結された、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、ならびに該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を消化す
るための消化槽を含む消化処理装置を提供する。
The present invention is also a digestion treatment apparatus used for biologically digesting sludge containing organic matter, which is an enzyme production tank for obtaining an enzyme capable of decomposing organic matter in sludge, A solubilization tank connected downstream of the enzyme production tank for solubilizing and / or depolymerizing suspended solids in sludge, and a suspended solid material connected downstream of the solubilization tank Disclosed is a digestion treatment apparatus including a digestion tank for digesting sludge after solubilization and / or molecular weight reduction.

【0023】前記酵素生成槽における酵素生成反応の原
材料として、各種有機性廃液もしくは汚泥の懸濁液また
は、前記可溶化もしくは消化槽からの汚泥の懸濁液もし
くは上澄を用い;該廃液、懸濁液もしくは上澄中に含ま
れる微生物及び/または別の分離源より得られた汚泥分
解酵素生成活性を有する微生物が該酵素生成槽にて培養
されて、得られた酵素が前記可溶化槽での有機物分解反
応に利用され;前記可溶化槽及び/または消化槽におけ
る処理後の汚泥懸濁液を固液分離するための手段をさら
に含み;該分離手段により得られる液体上澄が、前記酵
素生成槽における酵素生成反応の原材料として用いら
れ、該上澄中に含まれる微生物が該酵素生成槽にて培養
される、汚泥の消化処理装置がさらに提供される。
As a raw material for the enzyme production reaction in the enzyme production tank, a suspension of various organic waste liquids or sludge, or a suspension or supernatant of sludge from the solubilization or digestion tank is used; A microorganism contained in a suspension or a supernatant and / or a microorganism having a sludge-degrading enzyme-forming activity obtained from another separation source is cultured in the enzyme-producing tank, and the obtained enzyme is obtained in the solubilizing tank. Further comprising means for solid-liquid separation of the sludge suspension after treatment in the solubilization tank and / or digestion tank; and the liquid supernatant obtained by the separation means is the enzyme. There is further provided a sludge digestion treatment device which is used as a raw material for an enzyme production reaction in a production tank and in which microorganisms contained in the supernatant are cultured in the enzyme production tank.

【0024】すなわち、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消化処理に際して、汚泥中
の有機質を分解しうる酵素を生成する、好熱菌などの微
生物を利用することにより、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充分に効率
よく達成されることを見出し、本発明を完成するに至っ
た。本発明によれば、旧来より当該技術分野において用
いられてきた方法とは異なり、独立した槽で汚泥分解酵
素の生成活性を有する微生物を培養して、この微生物に
より汚泥分解酵素を生成せしめる。かかる酵素による有
機物分解反応を用いて汚泥の可溶化を行い、続いて消化
工程を行うことにより、可溶化槽及び消化槽での処理に
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
り、可溶化槽の容積を縮小することが可能ならしめら
れ、また、比較的穏やかな条件の下で反応が行われ、加
えて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、安全性の点でも優れた処理方法が提供さ
れる。
That is, the present inventors utilize microorganisms such as thermophiles which produce enzymes capable of decomposing organic matter in sludge during digestion of sludge containing organic matter such as raw sludge and surplus sludge. As a result, it was found that the solubilization / and / or lowering of the molecular weight of suspended solids in sludge and the subsequent digestion can be achieved sufficiently efficiently, and the present invention has been completed. According to the present invention, unlike the method conventionally used in the technical field, a microorganism having a sludge-degrading enzyme-forming activity is cultured in an independent tank, and the sludge-degrading enzyme is produced by the microorganism. Solubilization of sludge using an organic substance decomposition reaction by such an enzyme, by subsequently performing a digestion step, the residence time required for the treatment in the solubilization tank and the digestion tank can be reduced to enable rapid completion of the treatment, It is possible to reduce the volume of the solubilization tank, the reaction is performed under relatively mild conditions, and in addition, it is not necessary to use a large amount of expensive or dangerous reagents, so that the cost, An excellent processing method is provided in terms of safety.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
示例と共に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0026】図1、図2、図3及び図4は、本発明を実
施する工程を概観した図である。
FIGS. 1, 2, 3 and 4 are schematic views of steps for carrying out the present invention.

【0027】本発明の酵素生成工程は、図1〜4に示す
ように、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よる
酵素の分泌が至適となる条件にて微生物の培養が行われ
ることにより成し遂げられる。
In the enzyme production process of the present invention, as shown in FIGS. 1 to 4, an independent enzyme production tank is provided separately from the solubilization and digestion processes described below, and the growth of microorganisms and the enzyme This is accomplished by culturing the microorganism under conditions that optimize secretion.

【0028】酵素生成工程における出発材料としては、
生物性汚泥、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余剰汚泥またはコンポス
トなどが使用できる。また処理施設に流入する有機性廃
液または処理水、もしくは処理施設より排出される余剰
汚泥の懸濁液もしくは上澄、さらには汚泥を可溶化及び
/または消化した後に得られた懸濁液または上澄を利用
することができる。酵素の生成効率、その利用の際の便
宜を考慮すれば、前記汚泥を可溶化及び/または消化し
た後に得られた上澄が酵素生成の出発物質として好まし
い。
As the starting material in the enzyme production step,
Biological sludge, for example, excess sludge or compost discharged from a sewage treatment process such as a sewage treatment plant or a human waste treatment plant can be used. In addition, organic waste liquid or treated water flowing into the treatment facility, or a suspension or supernatant of excess sludge discharged from the treatment facility, and further a suspension obtained after solubilizing and / or digesting the sludge or upper Clarity can be utilized. Considering the efficiency of enzyme production and the convenience of its utilization, the supernatant obtained after solubilizing and / or digesting the sludge is preferable as a starting material for enzyme production.

【0029】この上澄を固形物懸濁液から得るための固
液分離法としては、沈澱槽における沈澱、膜分離を含む
濾過、遠心分離等の種々の方法が可能であるが、特別に
高価な装置や手間を必要としないことから、沈澱槽にお
ける沈澱による方法が最も好ましい。
As a solid-liquid separation method for obtaining this supernatant from a solid suspension, various methods such as precipitation in a precipitation tank, filtration including membrane separation, and centrifugation are possible, but are particularly expensive. The method by precipitation in the precipitation tank is the most preferable because it does not require any special equipment or labor.

【0030】また、酵素生成槽に、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と
よい。これら微生物のうち好ましいのは、汚泥可溶化酵
素を菌体外に分泌する、Bacillus属に属する好熱菌であ
る。この菌の例としては、下水余剰汚泥を50〜90℃にて
好気的または嫌気的に培養することにより得られる微生
物が挙げられ、例えば、下水余剰汚泥を60〜70℃にて好
気的に培養することにより得られる微生物が用いられう
る。さらには、コンポスト、例えば馬糞コンポストより
分離した好熱性微生物で、プロテアーゼ及びアミラーゼ
活性を有するグラム陽性の長桿菌も、本発明の酵素生成
において好適に利用される。
Further, it is advisable to add an appropriate microorganism capable of solubilizing sludge, such as compost bacterium or digestive bacterium, to the enzyme production tank and grow it to efficiently produce the enzyme. Among these microorganisms, a thermophilic bacterium belonging to the genus Bacillus , which secretes the sludge solubilizing enzyme to the outside of the bacterial cell, is preferable. Examples of this bacterium include microorganisms obtained by aerobically or anaerobically culturing sewage excess sludge at 50 to 90 ° C, for example, sewage excess sludge aerobic at 60 to 70 ° C. Microorganisms obtained by culturing can be used. Further, Gram-positive long bacilli isolated from compost, for example, horse feces compost, which are thermophilic microorganisms and have protease and amylase activity are also preferably used in the enzyme production of the present invention.

【0031】微生物の培養液は、イーストエキス(DIFC
O社製)2 gとペプトン(DIFCO社製)4 gとを1 Lの水道
水に溶解した、イースト−ペプトン培地、もしくはNutr
ient broth(DIFCO社製)などの培地、または下水処理
場由来の余剰汚泥の上澄液(VMとして、1,000〜10,000
ppm)などを用いることによって、さらに効率よく迅速
に酵素を生成せしめることができる。
The culture solution of the microorganism is yeast extract (DIFC
O-) 2 g and peptone (DIFCO) 4 g dissolved in 1 L of tap water, yeast-peptone medium or Nutr
Medium such as ient broth (manufactured by DIFCO) or supernatant of excess sludge from sewage treatment plant (1,000 to 10,000 as VM)
(ppm) etc., the enzyme can be produced more efficiently and rapidly.

【0032】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。例えば、図5から明らか
なように、プロテアーゼ生成活性の高いある種の微生物
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。ここで培養液の
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。但し、最適な培養
条件が、培養される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。
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 set appropriately in consideration of the stability of the obtained enzyme. For example, as is clear from FIG. 5, when a certain microorganism having a high protease-producing activity is cultured in yeast-peptone medium,
It grows well when it is carried out at a temperature range of 70 ° C., and this temperature range is preferable from the viewpoint of the growth rate of microorganisms, the rate of enzyme secretion, and the stability of the obtained enzyme. Of the culture
From the viewpoint of both the growth rate of microorganisms and the rate of enzyme secretion, it is preferable that the pH is near neutral. However, it goes without saying that the optimum culture conditions should be determined depending on the type of the microorganism to be cultured.

【0033】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。
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.

【0034】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、12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3
〜12時間、さらに好ましくは5〜8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, but in general, even if the culturing is carried out for 12 hours or more, the enzyme can be more efficiently used. Therefore, the culture is preferably 3
~ 12 hours, more preferably 5-8 hours.

【0035】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.

【0036】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 production 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).

【0037】本発明の方法における可溶化工程は、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、可溶化が成し遂げられる。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12〜48時間、最も好ましくは24時間程度行う。可溶
化は常圧下で、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
行うとよい。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。反応は嫌気性、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。
In the solubilization step in the method of the present invention, the enzyme obtained in the enzyme production step is responsible for lowering the sludge's molecular weight and decomposing reaction, thereby achieving solubilization. The solubilization is performed by appropriately selecting the conditions suitable for the enzymatic reaction. In particular,
It is operated in a temperature range of 50 to 90 ° C, preferably 60 to 70 ° C. 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, concentration, etc. of the sludge to be solubilized, but is preferably 12 to 48 hours, most preferably about 24 hours. The solubilization may be carried out under normal pressure with stirring so that the organic substance to be reduced in molecular weight 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. The reaction may be carried out anaerobically or aerobically, and in the case of aerobic reaction, a reaction tank equipped with an aeration device can be adopted.

【0038】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℃の範囲で操作するようにす
る。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 is operated 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 depending on the degradability and concentration of the organic substance, but is preferably 3 to 48 hours, more preferably 6 to 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.

【0039】本発明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。これら反応槽
は、バッチ式または連続式のいずれの形態としても使用
可能である。
The structure of the reaction tank such as the enzyme production tank, the solubilization tank and the digestion tank used in the present invention is not particularly limited, and in the tank for performing aerobic reaction, aeration means and stirring means, The tank for carrying out the anaerobic reaction may be one provided with a stirring means or the like. These reaction vessels can be used in either a batch type or a continuous type.

【0040】本質的に3段階の工程で構成される本発明
の方法における、典型的な実施態様を図1〜4に示す。
A typical embodiment of the method of the present invention consisting essentially of three steps is shown in FIGS.

【0041】図1の態様では、汚泥の一部またはすべて
及び/または汚泥分解酵素生成活性を有する微生物を酵
素生成槽1に投入し、培養により微生物から生成された
酵素を含む液を可溶化槽2に移す。可溶化槽2には前記
汚泥の残余の部分があればそれを含むことができる。可
溶化槽2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3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 shown in FIG. 1, a part or all of sludge and / or a microorganism having a sludge-degrading enzyme-forming activity is put into the enzyme-producing tank 1, and a liquid containing an enzyme produced from the microorganism by culturing is solubilized in the solubilizing tank. Move to 2. The solubilization tank 2 can contain the remaining portion of the sludge, if any. After being solubilized and / or depolymerized in the solubilization tank 2, the obtained mixed liquid is supplied to the next digestion tank 3 and, when digestion is completed, it can be discarded as a liquid or a gas.

【0042】次に図2の態様では、図1にて示した本発
明の態様を循環して、すなわち、消化処理まで施した後
の混液を酵素生成槽1に戻し、これを酵素生成の出発材
料及び原材料として各工程を反復する。このような循環
系とすることで、処理効率の向上、処理に要する時間の
短縮及び処理装置の減容化が期待される。
Next, in the embodiment of FIG. 2, the mixed solution after circulating the embodiment of the present invention shown in FIG. 1, that is, after the digestion treatment, is returned to the enzyme production tank 1 to start the enzyme production. Repeat each step as material and raw material. The use of such a circulation system is expected to improve the processing efficiency, shorten the processing time, and reduce the volume of the processing apparatus.

【0043】図3に記載の態様は、図2に記載の態様に
おける可溶化工程の次に沈澱槽4における沈澱の工程が
付加されたものであり、ここで得られる上澄を酵素生成
のために使用し、可溶化工程における未分解汚泥は可溶
化槽2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。また、消化工程後の微
生物を含有する液体も、酵素生成槽において利用するこ
とができる。
In the embodiment shown in FIG. 3, the solubilization step in the embodiment shown in FIG. 2 is added to the precipitation step in the precipitation tank 4, and the supernatant obtained here is used for enzyme production. The undecomposed sludge used in the solubilization step is returned to the solubilization tank 2 and again subjected to the solubilization reaction, whereby the decomposition rate can be improved. Further, the liquid containing the microorganism after the digestion step can also be used in the enzyme production tank.

【0044】最後に本発明の最も好ましい実施態様を示
した図4は、図3に記載の態様に加えて、酵素生成工程
の次に沈澱槽4bでの処理工程をさらに加えたものであ
り、該沈澱工程にて得た酵素を含む上澄を可溶化槽2に
て用い、酵素生成菌の菌体を含有する沈澱物は返送汚泥
として、酵素生成槽1に戻して酵素源として再利用する
か、または、前記上澄と共に可溶化槽2に加える。この
結果、酵素生成槽1に微生物を濃縮でき、酵素生成率が
増大せしめられ、かくして優れた処理効率を得ることが
可能となる。この実施態様においても、可溶化工程の次
に沈澱槽4が備えられ、ここで得られる上澄を酵素生成
のために使用し、未分解汚泥は可溶化槽2に返送して再
度可溶化反応に供する。また、消化工程後の微生物を含
有する液体も、酵素生成槽において利用することができ
る。
Finally, FIG. 4, which shows the most preferred embodiment of the present invention, is the one in which, in addition to the embodiment described in FIG. 3, a treatment step in the precipitation tank 4b is further added after the enzyme production step, The supernatant containing the enzyme obtained in the precipitation step is used in the solubilization tank 2, and the precipitate containing the bacterial cells of the enzyme-producing bacteria is returned to the enzyme-producing tank 1 and reused as the enzyme source. Alternatively, it is added to the solubilization tank 2 together with the supernatant. As a result, the microorganisms can be concentrated in the enzyme production tank 1, the enzyme production rate can be increased, and thus excellent treatment efficiency can be obtained. Also in this embodiment, a precipitation tank 4 is provided next to the solubilization step, the supernatant obtained here is used for enzyme production, and undecomposed sludge is returned to the solubilization tank 2 to carry out the solubilization reaction again. To serve. Further, the liquid containing the microorganism after the digestion step can also be used in the enzyme production tank.

【0045】しかしながら、本発明は、もとよりこれら
態様のみに限定されるものではなく、各工程を実施する
順序や反復回数等は、酵素生成工程により得られた酵素
が可溶化工程での反応を担う限りにおいて種々に変更可
能である。また、適宜、固液分離の工程を加えることが
できることも銘記されたい。
However, the present invention is not limited to these embodiments as a matter of course, and the order of carrying out the steps, the number of repetitions, etc., is such that the enzyme obtained in the enzyme production step plays a role in the solubilization step. It can be variously modified as long as possible. It should also be noted that a solid-liquid separation step can be added as appropriate.

【0046】このようにして、生汚泥や余剰汚泥などの
有機質を含む汚泥の消化処理に際して、処理対象である
汚泥由来の微生物及び/または別途単離された、好熱菌
などの微生物から分泌される汚泥分解酵素による有機物
分解反応を利用し、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効率よく達成
するために、旧来より当該技術分野において用いられて
きた方法とは異なり、独立した酵素生成槽で上述の微生
物を培養することによって汚泥分解酵素を生成せしめ、
かかる酵素を用いて汚泥の可溶化を行い、続いて消化工
程を行うことによって、可溶化槽及び消化槽での処理に
かかる滞留時間が減じられて迅速な処理完遂が可能とな
り、また可溶化槽の容積を縮小することも可能となり、
加えて、比較的穏やかな条件の下で反応が行われ、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、安全性の点でも優れた方法が提供される。
In this way, when digesting sludge containing organic matter such as raw sludge and excess sludge, it is secreted from the sludge-derived microorganisms to be treated and / or separately isolated microorganisms such as thermophiles. It has been used in the art for a long time in order to efficiently solubilize and / or reduce the molecular weight of suspended solids in sludge and subsequent digestion by utilizing an organic matter decomposition reaction by a sludge-degrading enzyme. Unlike the method that has been done, the sludge degrading enzyme is produced by culturing the above-mentioned microorganism in an independent enzyme production tank,
By solubilizing sludge using such an enzyme and then performing a digestion process, the residence time required for the treatment in the solubilization tank and the digestion tank is reduced, which enables rapid completion of the treatment, and also the solubilization tank. It is also possible to reduce the volume of
In addition, the reaction is performed under relatively mild conditions, and it is not necessary to use a large amount of expensive reagents or dangerous reagents, so that a method excellent in cost and safety is provided.

【0047】[0047]

【実施例】実施例1 汚泥分解酵素の生成活性を有する微生物を、以下の方法
により分離した。
Example 1 Microorganisms having a sludge-degrading enzyme-forming activity were separated by the following method.

【0048】下水処理場余剰汚泥を70℃にて1年以上
培養した培養液を滅菌水で適宜希釈し、希釈液を標準寒
天培地に塗沫して、70℃の恒温槽で24時間培養した。
Excess sludge from a sewage treatment plant was cultivated at 70 ° C. for one year or more, a culture solution was appropriately diluted with sterilized water, the diluted solution was spread on a standard agar medium, and cultured in a constant temperature bath at 70 ° C. for 24 hours. .

【0049】形成した各コロニーをそれぞれ、2回継
代培養した。
Each of the formed colonies was subcultured twice.

【0050】下水処理場由来の余剰汚泥(約10,000 p
pm)を1 %含有する寒天培地に各分離菌株を接種し、70
℃にて24時間培養し、汚泥溶解斑の形成を観察した。
Excess sludge from sewage treatment plant (about 10,000 p
agar medium containing 1% pm) was inoculated with each isolate and
After culturing at ℃ for 24 hours, formation of sludge dissolution spots was observed.

【0051】ここで汚泥溶解斑を形成せしめることが認
められた微生物の酵素生成能を検討すべく、121℃にて1
5分間滅菌処理した下水処理場由来の余剰汚泥上澄及び
イースト−ペプトン培地(DIFCO社製)において菌
を培養し、経時的にマイクロピペッターによりそれぞれ
培養上澄を採取して、そのプロテアーゼ活性を定量し
た。培養は、pH 7.0で、70℃にて、約100 rpmで振盪培
養により行った。
Here, in order to examine the enzyme-producing ability of the microorganisms found to form sludge-dissolving spots, 1
Bacteria were cultivated in surplus sludge supernatant from a sewage treatment plant sterilized for 5 minutes and yeast-peptone medium (manufactured by DIFCO), and the culture supernatant was collected with a micropipettor over time, and the protease activity was quantified. did. The culture was carried out at 70 ° C. at pH 7.0 with shaking at about 100 rpm.

【0052】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(pH 7.0)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。
The 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.

【0053】得られた結果を図6(汚泥上澄にて培養)
及び図7(イースト−ペプトン培地にて培養)に示す。
図から明らかなように、分離した微生物はいずれの条件
下でもプロテアーゼを生成し、菌体外に分泌しているこ
とが示唆された。
The obtained results are shown in FIG. 6 (cultured in the sludge supernatant).
7 and FIG. 7 (cultured in yeast-peptone medium).
As is clear from the figure, it was suggested that the isolated microorganism produced a protease under all conditions and secreted it outside the cell.

【0054】参考例1 市販の酵素を用いて、有機性汚泥の分解能を調べた。酵
素は、サモアーゼPC10及びプロチンAC10(大和化成(株)
製)のプロテアーゼ、リパーゼ(和光純薬工業(株)製)
ならびにα−アミラーゼ(和光純薬工業(株)製)をそれ
ぞれ用いた。実験対象の汚泥は、下水処理場由来の余剰
汚泥を、予め121℃にて15分間熱処理し、さらに滅菌水
で洗浄したものを用いた。かかる熱処理によって、分解
反応の際に加温することにより生じうる熱分解の影響を
排除することができ、酵素による分解反応を正確に定量
することができる。
Reference Example 1 A commercially available enzyme was used to examine the degradability of organic sludge. Enzymes are Samoases PC10 and Protin AC10 (Daiwa Kasei Co., Ltd.)
Manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
And α-amylase (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were used. As the sludge to be tested, surplus sludge derived from a sewage treatment plant was heat-treated at 121 ° C. for 15 minutes in advance and washed with sterilized water. By such heat treatment, it is possible to eliminate the effect of thermal decomposition that may occur due to heating during the decomposition reaction, and it is possible to accurately quantify the enzymatic decomposition reaction.

【0055】この滅菌洗浄汚泥を滅菌水で1%に希釈
し、50 mlに各酵素を各々0.1 w/v%となるよう添加し、
pH7.5に調整した後、各酵素の至適温度にて、約60rpmで
振盪しながら可溶化反応を行った。経時的に可溶化試料
を採取してその有機性固形物(vss)含量を測定し、以
下の式に基づいて各時間における可溶化率(%)を算出
した。
This sterilized washed sludge was diluted to 1% with sterilized water, and each enzyme was added to 50 ml so as to be 0.1 w / v%.
After the pH was adjusted to 7.5, the solubilization reaction was performed at the optimum temperature of each enzyme while shaking at about 60 rpm. Solubilized samples were collected over time, the organic solid (vss) content was measured, and the solubilized rate (%) at each time was calculated based on the following formula.

【0056】[0056]

【数1】 [Equation 1]

【0057】vssの測定は、JISK0102に従って行っ
た。
The measurement of vss was performed according to JIS K0102.

【0058】その結果、プロテアーゼでは約30%、リパ
ーゼで約25%、及びアミラーゼで約20%の可溶化が達成
され、プロテアーゼが顕著な汚泥可溶化能を有すること
が示された。
As a result, about 30% of protease, about 25% of lipase and about 20% of amylase were achieved, showing that the protease has remarkable sludge solubilizing ability.

【0059】実施例2 馬糞コンポストの高温部より採取した馬糞を、約8 g/l
となるよう下水処理場由来の汚泥に添加し、固形物負荷
約4 kg・ss/m3/dで余剰汚泥を投入しながら、70℃にて1
年間馴致した培養液から、実施例1に記載の方法に従っ
て菌を分離し、そのうち高いプロテアーゼ生成活性を有
する2種の好熱菌A及びBを分離した。
Example 2 About 8 g / l of horse manure collected from the high temperature part of horse manure compost was used.
It is added to the sludge derived from the sewage treatment plant so that the amount of solid sludge is about 4 kg · ss / m 3 / d, and excess sludge is added at 70 ° C.
Bacteria were separated from the culture broth that had been acclimatized for a year according to the method described in Example 1, and two thermophilic bacteria A and B having high protease-producing activity were separated therefrom.

【0060】いずれの菌も、標準寒天培地上で70℃にて
24時間培養することによりコロニーを形成し、グラム陽
性の長桿菌であることが明らかとなった。
All of the bacteria were grown on standard agar at 70 ° C.
After culturing for 24 hours, colonies were formed, and it was revealed that they were Gram-positive long rods.

【0061】それぞれの菌の培養液及び培養上澄につい
て、実施例1で示した方法によりプロテアーゼ活性を測
定した結果、表1に示すように培養液及び培養上澄共に
高い酵素活性が認められた。
The protease activity of the culture solution and culture supernatant of each bacterium was measured by the method described in Example 1. As a result, as shown in Table 1, high enzyme activity was observed in both the culture solution and the culture supernatant. .

【0062】これら2種の菌を用い、参考例1の方法に
従って、滅菌洗浄余剰汚泥の分解反応を行い、vssを測
定して可溶化率を求めた。菌はいずれもイースト−ペプ
トン培地で70℃の恒温槽中で24時間、好気的に培養
し、汚泥に対して5 v/v%の割合で添加した。さらに、
各菌の培養上澄についても同様に可溶化率を調べた。培
養上澄は滅菌洗浄汚泥と等量用いて可溶化反応を行っ
た。
The sterilization excess sludge was decomposed using these two types of bacteria according to the method of Reference Example 1, and vss was measured to determine the solubilization rate. All the bacteria were aerobically cultivated in a yeast-peptone medium in a constant temperature bath at 70 ° C. for 24 hours, and added at a ratio of 5 v / v% to sludge. further,
The solubilization rate was similarly examined for the culture supernatant of each bacterium. The culture supernatant was used in the same amount as the sterilized washed sludge for the solubilization reaction.

【0063】結果を以下の表1に示す。The results are shown in Table 1 below.

【0064】[0064]

【表1】 [Table 1]

【0065】好熱菌A及びBとも、汚泥の可溶化能を有
し、培養上澄を用いても可溶化が成し遂げられることよ
り、両好熱菌が体外に汚泥分解酵素を分泌しており、そ
れら酵素によって汚泥の分解がなされることが示唆され
た。
Since both thermophiles A and B have a sludge solubilizing ability and can be solubilized even by using the culture supernatant, both thermophiles secrete the sludge-degrading enzyme outside the body. , It was suggested that sludge was decomposed by these enzymes.

【0066】実施例3 酵素生成槽として、有効容積10 Lのジャケット式ステン
レス製反応槽を用い、イースト−ペプトン培地5 L中に
酵素生成菌を接種後、70℃にて約5時間、約0.4 VVMの速
度で通気しながら回分培養することにより、酵素生成を
行った。ここで酵素生成菌としては、下水余剰汚泥を70
℃にて好気的に10日間培養した培養液を用い、5 v/v%
の割合で前記培地中に接種した。酵素生成反応終了後、
培養液を静置して上澄液1 Lを取り出し、下水処理場由
来の余剰汚泥1 Lとともに可溶化槽に投入して、70℃に
て嫌気的に、撹拌しながら可溶化反応を行った。経時的
に可溶化試料を採取してその有機性固形物含量を測定
し、参考例1に記載の式に基づいて各時間における可溶
化率(%)を算出した。
Example 3 A jacket-type stainless steel reaction tank having an effective volume of 10 L was used as an enzyme production tank, and after inoculating the enzyme-producing bacterium into 5 L of yeast-peptone medium, it was kept at 70 ° C. for about 5 hours for about 0.4 hours. Enzyme production was performed by batch culture with aeration at the VVM rate. Here, as enzyme-producing bacteria, sewage surplus sludge was
5 v / v% using culture solution aerobically cultivated at ℃ for 10 days
Was inoculated into the medium at a ratio of. After completion of the enzyme production reaction,
The culture solution was allowed to stand and 1 L of the supernatant was taken out and put into a solubilization tank together with 1 L of surplus sludge derived from a sewage treatment plant, and the solubilization reaction was carried out anaerobically at 70 ° C while stirring. . A solubilized sample was taken over time, the organic solid content was measured, and the solubilization rate (%) at each time was calculated based on the formula described in Reference Example 1.

【0067】比較例1 実施例1に記載した酵素生成槽における培養を行わず、
前記余剰汚泥2 Lを投入した可溶化槽に、前記酵素生成
菌を実施例1におけると同等の量接種し、70℃にて嫌気
的に可溶化反応を行い、経時的に可溶化率を求めた。
Comparative Example 1 Without culturing in the enzyme production tank described in Example 1,
The solubilization tank containing 2 L of the excess sludge was inoculated with the same amount of the enzyme-producing bacteria as in Example 1, and the anaerobic solubilization reaction was performed at 70 ° C. to obtain the solubilization rate over time. It was

【0068】実施例1及び比較例1で得られた結果を図
8に示す。図中、●は実施例1、○は比較例1における
可溶化率を表す。酵素生成を行わなかった比較例1で
は、24時間可溶化反応を行っても可溶化率は33%にとど
まり、48時間後にようやく42%のvssが可溶化された。
これは酵素生成菌が生育するために必要な溶解性有機物
(DOC)が低く、生育に時間を要するので、長時間を経
なければ酵素分泌に至らないためであると考えられた。
これに比して実施例1では、酵素生成槽にて得られた酵
素が可溶化能を発揮するため可溶化反応の速度が大き
く、6時間後には40%以上のvssが可溶化される結果とな
った。従って、本発明の酵素生成槽を用いた汚泥の処理
法により、迅速で効率の良い汚泥の可溶化が実現される
ことが示唆された。
The results obtained in Example 1 and Comparative Example 1 are shown in FIG. In the figure, ● indicates the solubilization rate in Example 1, and ○ indicates the solubilization rate in Comparative Example 1. In Comparative Example 1 in which no enzyme was produced, the solubilization rate was 33% even after the solubilization reaction for 24 hours, and 42% of vss was finally solubilized after 48 hours.
It is considered that this is because the soluble organic matter (DOC) required for the enzyme-producing bacterium to grow is low and the growth takes time, so that the enzyme is not secreted until a long time is passed.
On the other hand, in Example 1, the rate of the solubilization reaction was high because the enzyme obtained in the enzyme production tank exhibited the solubilization ability, and 40% or more vss was solubilized after 6 hours. Became. Therefore, it was suggested that the sludge treatment method using the enzyme production tank of the present invention realizes rapid and efficient solubilization of sludge.

【0069】[0069]

【発明の効果】本発明の汚泥の消化処理法によれば、生
汚泥や余剰汚泥などの有機質を含む汚泥の消化処理に際
して、処理対象である汚泥由来の微生物及び/または別
途単離された、好熱菌などの微生物から分泌される汚泥
分解酵素による有機物分解反応を利用し、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
が充分に効率よく達成される。
According to the method for digesting sludge of the present invention, when digesting sludge containing organic matter such as raw sludge and excess sludge, microorganisms derived from sludge to be treated and / or separately isolated, Utilizing an organic matter decomposition reaction by a sludge-degrading enzyme secreted from a microorganism such as a thermophile, solubilization / and / or lowering of molecular weight of suspended solids in sludge and subsequent digestion are sufficiently efficiently achieved.

【0070】すなわち、旧来より当該技術分野において
用いられてきた方法とは異なり、独立した酵素生成槽で
微生物を培養して汚泥分解酵素を生成せしめ、かかる酵
素を用いて汚泥の可溶化を行い、続いて消化工程を行う
汚泥の消化処理方法が提供される。
That is, unlike the method which has been used in the art for a long time, the microorganisms are cultivated in an independent enzyme production tank to produce a sludge-degrading enzyme, and the sludge is solubilized using such an enzyme. A method for digesting sludge to perform a digestion step is provided.

【0071】従って、本発明の方法によって、可溶化槽
及び消化槽で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り、可溶化槽の容積を縮小するこ
とが可能ならしめられ、比較的穏やかな条件の下で反応
が行われ、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、安全性の点にも優れるという効果が
奏される。
Therefore, according to the method of the present invention, the residence time required for the treatment in the solubilization tank and the digestion tank can be reduced, the treatment can be completed quickly, and the volume of the solubilization tank can be reduced. Since the reaction is carried out under relatively mild conditions and it is not necessary to use a large amount of expensive reagents or dangerous reagents, the cost and safety are excellent.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の汚泥の消化処理工程の一実施態様の概
略図である。
FIG. 1 is a schematic view of one embodiment of a sludge digestion treatment step of the present invention.

【図2】本発明の汚泥の消化処理工程の他の実施態様の
概略図である。
FIG. 2 is a schematic view of another embodiment of the sludge digestion treatment step of the present invention.

【図3】本発明の汚泥の消化処理工程の他の実施態様の
概略図である。
FIG. 3 is a schematic view of another embodiment of the sludge digestion treatment step of the present invention.

【図4】本発明の汚泥の消化処理工程の他の実施態様の
概略図である。
FIG. 4 is a schematic view of another embodiment of the sludge digestion treatment step of the present invention.

【図5】本発明の酵素生成活性を有する微生物の増殖量
と温度との関係を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the growth amount and the temperature of a microorganism having an enzyme-producing activity of the present invention.

【図6】本発明の酵素生成活性を有する微生物による、
下水余剰汚泥上澄液中での酵素生成量を示すグラフであ
る。
FIG. 6 shows the results of the microorganism having an enzyme-producing activity of the present invention,
It is a graph which shows the enzyme production amount in sewage surplus sludge supernatant liquid.

【図7】本発明の酵素生成活性を有する微生物による、
イースト−ペプトン培地中での酵素生成量を示すグラフ
である。
FIG. 7 shows the results obtained by the microorganism having the enzyme-producing activity of the present invention,
It is a graph which shows the enzyme production amount in a yeast-peptone medium.

【図8】本発明の酵素生成工程により得られた酵素を用
いた、汚泥の可溶化の結果を示すグラフである。
FIG. 8 is a graph showing the results of solubilization of sludge using the enzyme obtained by the enzyme production step of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…酵素生成槽 2…可溶化槽 3…消化槽 4…沈澱槽 1 ... Enzyme production tank 2 ... Solubilization tank 3 ... Digestion tank 4 ... Precipitation tank

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 横山 英樹 兵庫県神戸市須磨区南落合1丁目13−7 292号室 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hideki Yokoyama Room 13-7-7 Minami-ochiai 1-chome, Minamiochiai, Suma-ku, Hyogo Prefecture

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 有機質を含む汚泥を生物学的に消化処理
する方法であって、 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、 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、ならびに懸濁固形物を可溶化及び/
または低分子化した後に、汚泥を消化するための消化工
程を含む、ことを特徴とする汚泥の消化処理方法。
1. A method for biologically digesting sludge containing organic matter, which comprises an enzyme production step for obtaining an enzyme for decomposing organic matter in sludge, solubilizing suspended solids in sludge and / or Or a solubilization step for lowering the molecular weight, and solubilizing and / or solubilizing suspended solids
Alternatively, a method for digesting sludge, comprising a digestion step for digesting the sludge after being reduced in molecular weight.
【請求項2】 前記酵素生成工程において得られた酵素
が、前記可溶化工程において利用される、請求項1記載
の汚泥の消化処理方法。
2. The method for digesting sludge according to claim 1, wherein the enzyme obtained in the enzyme production step is used in the solubilization step.
【請求項3】 前記酵素生成工程が、前記酵素生成のた
めの反応の原材料として各種有機性廃液または汚泥の懸
濁液を含む、請求項1または2記載の汚泥の消化処理方
法。
3. The sludge digestion treatment method according to claim 1, wherein the enzyme production step includes various organic waste liquids or sludge suspensions as raw materials for the reaction for producing the enzyme.
【請求項4】 前記酵素生成工程が、前記酵素生成のた
めの反応の原材料として前記可溶化工程及び/または消
化工程より得られる汚泥の懸濁液またはその上澄を含
む、請求項1、2または3記載の汚泥の消化処理方法。
4. The sludge suspension obtained from the solubilization step and / or the digestion step or a supernatant thereof is used as a raw material for the reaction for producing the enzyme in the enzyme production step. Or the method for digesting sludge according to the item 3.
【請求項5】 前記酵素生成工程において、別の分離源
より得られた汚泥分解酵素生成活性を有する微生物が培
養され、得られた酵素が前記可溶化工程において利用さ
れる、請求項1、2、3または4記載の汚泥の消化処理
方法。
5. The method of claim 1, wherein in the enzyme producing step, a microorganism having a sludge-degrading enzyme producing activity obtained from another separation source is cultured and the obtained enzyme is used in the solubilizing step. 3. The method for digesting sludge according to 3 or 4.
【請求項6】 前記可溶化工程及び/または消化工程の
後に、汚泥懸濁液の固液分離工程をさらに含み、該分離
工程により得られる液体上澄が、前記酵素生成工程にお
ける反応の原材料として用いられ、該上澄中に含まれる
微生物が該酵素生成工程にて培養される、請求項1、
2、3、4または5記載の汚泥の消化処理方法。
6. After the solubilization step and / or the digestion step, a sludge suspension solid-liquid separation step is further included, and the liquid supernatant obtained by the separation step is used as a raw material for the reaction in the enzyme production step. The microorganism used, which is contained in the supernatant and is cultured in the enzyme production step,
The method for digesting sludge according to 2, 3, 4 or 5.
【請求項7】 前記酵素生成工程が、50〜90℃の温度範
囲の下で行われる、請求項1、2、3、4、5または6
記載の汚泥の消化処理方法。
7. The enzyme-producing step is carried out under a temperature range of 50 to 90 ° C., 1, 2, 3, 4, 5 or 6.
A method for digesting sludge as described.
【請求項8】 前記有機質を含む汚泥が、下水余剰汚泥
である、請求項1、2、3、4、5、6または7記載の
汚泥の消化処理方法。
8. The method for digesting sludge according to claim 1, wherein the sludge containing organic matter is sewage surplus sludge.
【請求項9】 前記汚泥分解酵素生成活性を有する微生
物が、下水余剰汚泥を50〜90℃にて好気的または嫌気的
に培養することにより得られる微生物である、請求項
5、6、7または8記載の汚泥の消化処理方法。
9. The microorganism having a sludge-degrading enzyme-forming activity is a microorganism obtained by aerobically or anaerobically culturing sewage surplus sludge at 50 to 90 ° C. Or the method for digesting sludge according to 8.
【請求項10】 前記汚泥分解酵素生成活性を有する微
生物が、下水余剰汚泥を60〜70℃にて好気的に培養する
ことにより得られる微生物である、請求項9記載の汚泥
の消化処理方法。
10. The method for digesting sludge according to claim 9, wherein the microorganism having an activity of producing sludge-degrading enzyme is a microorganism obtained by aerobically culturing sewage surplus sludge at 60 to 70 ° C. .
【請求項11】 前記汚泥分解酵素生成活性を有する微
生物が、コンポストより分離した好熱性微生物である、
請求項5、6、7または8記載の汚泥の消化処理方法。
11. The microorganism having the sludge-degrading enzyme-forming activity is a thermophilic microorganism separated from compost,
The method for digesting sludge according to claim 5, 6, 7 or 8.
【請求項12】 前記汚泥分解酵素生成活性を有する微
生物が、馬糞コンポストより分離した好熱性微生物であ
る、請求項11記載の汚泥の消化処理方法。
12. The method for digesting sludge according to claim 11, wherein the microorganism having a sludge-degrading enzyme-forming activity is a thermophilic microorganism separated from horse manure compost.
【請求項13】 有機質を含む汚泥を生物学的に消化処
理するために用いられる消化処理装置であって、 汚泥中の有機質を分解しうる酵素を得るための酵素生成
槽、 該酵素生成槽の下流に連結された、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、な
らびに該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を消化するための消
化槽を含む消化処理装置。
13. A digestion treatment apparatus used for biologically digesting sludge containing organic matter, comprising: an enzyme production tank for obtaining an enzyme capable of decomposing organic matter in sludge; Solubilization tank for solubilizing and / or lowering the molecular weight of suspended solids in sludge, which is connected downstream, and solubilization and / or solubilization of suspended solids, connected downstream of the solubilization tank Alternatively, a digestion treatment device including a digestion tank for digesting sludge after lowering the molecular weight.
【請求項14】 前記酵素生成槽における酵素生成反応
の原材料として、各種有機性廃液もしくは汚泥の懸濁液
または、前記可溶化もしくは消化槽からの汚泥の懸濁液
もしくは上澄が用いられ、該廃液、懸濁液もしくは上澄
中に含まれる微生物及び/または別の分離源より得られ
た汚泥分解酵素生成活性を有する微生物が該酵素生成槽
にて培養されて、得られた酵素が前記可溶化槽での有機
物分解反応に利用される、請求項13記載の消化処理装
置。
14. A suspension of various organic waste liquids or sludge, or a suspension or supernatant of sludge from the solubilization or digestion tank is used as a raw material for the enzyme production reaction in the enzyme production tank. The microorganisms contained in the waste liquor, suspension or supernatant and / or microorganisms having a sludge-degrading enzyme-forming activity obtained from another separation source are cultivated in the enzyme production tank, and the obtained enzyme is obtained as described above. The digestion treatment apparatus according to claim 13, which is used for an organic substance decomposition reaction in a solubilization tank.
【請求項15】 前記可溶化槽及び/または消化槽にお
ける処理後の汚泥懸濁液を固液分離するための手段をさ
らに含み、該分離手段により得られる液体上澄が、前記
酵素生成槽における酵素生成反応の原材料として用いら
れ、該上澄中に含まれる微生物が該酵素生成槽にて培養
される請求項13または14記載の汚泥の消化処理装
置。
15. The method further comprises means for solid-liquid separating the sludge suspension after treatment in the solubilization tank and / or digestion tank, and the liquid supernatant obtained by the separating means is in the enzyme production tank. 15. The sludge digestion treatment device according to claim 13, wherein the microorganism used as a raw material for the enzyme production reaction and contained in the supernatant is cultured in the enzyme production tank.
JP7260287A 1995-10-06 1995-10-06 Treatment of sludge Pending JPH0999298A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7260287A JPH0999298A (en) 1995-10-06 1995-10-06 Treatment of sludge

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7260287A JPH0999298A (en) 1995-10-06 1995-10-06 Treatment of sludge

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0999298A true JPH0999298A (en) 1997-04-15

Family

ID=17345956

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7260287A Pending JPH0999298A (en) 1995-10-06 1995-10-06 Treatment of sludge

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0999298A (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6083395A (en) * 1997-06-05 2000-07-04 Shinko Pantec Co., Ltd. Method of treating a waste water containing organic solids
US6126828A (en) * 1997-06-13 2000-10-03 Shinko Pantec Co., Ltd. Method and apparatus for treating organic waste water
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
US6224769B1 (en) 1997-06-05 2001-05-01 Shinko Pantec Co., Ltd. Method and apparatus for treating organic waste water
US6383378B2 (en) 1997-12-19 2002-05-07 Shinko Pantec Co. Ltd. Apparatus for treating organic waste water
US6461719B1 (en) 1998-06-23 2002-10-08 Asahi Glass Company Limited Agricultural covering material
JP2018153788A (en) * 2017-03-21 2018-10-04 株式会社東芝 Sludge treatment system and sludge treatment method

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6083395A (en) * 1997-06-05 2000-07-04 Shinko Pantec Co., Ltd. Method of treating a waste water containing organic solids
US6224769B1 (en) 1997-06-05 2001-05-01 Shinko Pantec Co., Ltd. Method and apparatus for treating organic waste water
EP1008558B1 (en) * 1997-06-05 2004-08-11 Kobelco Eco-Solutions Co., Ltd. A method for treating organic waste water
US6126828A (en) * 1997-06-13 2000-10-03 Shinko Pantec Co., Ltd. Method and apparatus for treating organic waste water
US6383378B2 (en) 1997-12-19 2002-05-07 Shinko Pantec Co. Ltd. Apparatus for treating organic waste water
US6461719B1 (en) 1998-06-23 2002-10-08 Asahi Glass Company Limited Agricultural covering material
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
JP2018153788A (en) * 2017-03-21 2018-10-04 株式会社東芝 Sludge treatment system and sludge treatment method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Hasegawa et al. Solubilization of organic sludge by thermophilic aerobic bacteria as a pretreatment for anaerobic digestion
Sangave et al. Ultrasound and enzyme assisted biodegradation of distillery wastewater
AU2003257590B2 (en) Novel microorganism and process for treatment of organic solid matter using the microorganism
El-Refai et al. Improvement of the newly isolated Bacillus pumilus FH9 keratinolytic activity
Sangave et al. Enhancement in biodegradability of distillery wastewater using enzymatic pretreatment
KR100679754B1 (en) Method and apparatus for decomposing sludge using alkalophilic strain
JP6105553B2 (en) Novel microorganisms of the genus Bacillus and their use
JP3176563B2 (en) Treatment of organic waste liquid
JPH0999298A (en) Treatment of sludge
JP2006230332A (en) New microorganism and method for treating organic sludge therewith
JP2002125659A (en) New microorganism and method for treating drain
JP3251843B2 (en) Solubilization method in biological treatment of sludge
JP2009072763A (en) Maintenance method of bioreactor
JPH1147789A (en) Treatment of oil and fat-containing waste water
JPH09253700A (en) Method and apparatus for treating sludge
JP2006501810A (en) Pseudomonas genus FK916 producing organic matter degrading enzyme and method for treating organic waste using the same
JP4423389B2 (en) Organic sludge treatment method, treatment apparatus and new strain
JP2008142042A (en) Mixed microorganisms, preparation and method for treating substance containing oil and fat
KR100292879B1 (en) Microorganism composition for treating the livestock dung and method for treating the livestock dung using the same
US20030203470A1 (en) Microorganism and drainage method
JP2011031180A (en) Method of making heavy metal, dioxin, nitrate and agricultural chemical harmless
JP3507151B2 (en) Biodegradation method of halogen-substituted organic acids and novel microorganisms used therefor
JP2003062599A (en) Method for treating sludge utilizing microorganism
JP5390124B2 (en) Reduction method of excess sludge in biological reaction tank
JP3697533B2 (en) Method and apparatus for solubilizing sludge

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees