JPH11128985A - 湿式酸化処理法による分離液の処理方法 - Google Patents

湿式酸化処理法による分離液の処理方法

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JPH11128985A
JPH11128985A JP30136397A JP30136397A JPH11128985A JP H11128985 A JPH11128985 A JP H11128985A JP 30136397 A JP30136397 A JP 30136397A JP 30136397 A JP30136397 A JP 30136397A JP H11128985 A JPH11128985 A JP H11128985A
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JP
Japan
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denitrification
denitrifying
photosynthetic bacteria
liquid
bacteria
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JP30136397A
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Inventor
Akira Matsunaga
旭 松永
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Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 汚泥を湿式酸化処理法により処理した際に分
離された湿式酸化処理分離液を脱窒光合成細菌を利用し
て脱窒反応を行わせることにより、汚泥の湿式酸化処理
の実用化を可能とした処理方法を提供することを目的と
する。 【解決手段】 湿式酸化処理分離液1の液温とpHを調
節した後、脱窒光合成細菌タンク5内で脱窒光合成細菌
種菌供給手段9から供給された種菌を用いて嫌気明もし
くは好気暗の条件で脱窒反応を行うことにより、脱窒光
合成細菌の作用により分離液に含まれている硝酸イオン
を脱窒反応により分子状の窒素に変換して液中から除去
するようにした処理方法を基本とする。脱窒光合成細菌
種菌供給手段9から単離された脱窒光合成細菌を純粋培
養して、運転開始時及び運転開始後に種菌として間欠的
に脱窒光合成細菌タンク5内に添加することにより、脱
窒光合成細菌タンク5内における脱窒光合成細菌の優占
性が保持される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は高濃度の硝酸イオン
と有機酸を含む廃水を対象として、湿式酸化処理法によ
り脱窒素能のある光合成細菌を用いて処理するようにし
た方法における分離液の処理方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来から汚泥の処理方法の1つに湿式酸
化処理法が知られている。この湿式酸化処理法とは、汚
泥を液相の状態で可燃性物質を高温高圧下で補助燃料を
用いることなく空気中の酸素を酸化剤として利用して酸
化する方法である。
【0003】酸化された汚泥は、固形残留物、溶解性の
有機物を含む分離液、及び気体になる。固形残留物は薬
品の添加なしで容易に脱水可能であり、強熱減量は15
%以下となる。又、湿式酸化処理分離液は通常の水処理
施設に返送して処理する。
【0004】ガスは脱臭してから放出するが、煤塵とか
窒素酸化物、硫黄酸化物などは汚泥を脱水焼却する場合
と較べて低いのが特徴である。
【0005】建設省都市局下水道部監修の下水道施設設
計指針と解説(1984年版)の525頁には湿式酸化
設備のフローが記載されているが、我国では下水汚泥は
脱水あるいは脱水後に焼却する手段が一般的であり、湿
式酸化法は普及していないのが実状である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】前記したように、汚泥
の処理方法の1つである湿式酸化処理法は補助燃料を用
いることなく汚泥を液相の状態で可燃性物質を高温高圧
下で処理する方法であるため、省エネルギーの面で優れ
ている上、固形残物の処理が容易であるという利点があ
るにも関わらず、我国では一般に普及していない。
【0007】その理由として、湿式酸化処理法は処理プ
ロセスが比較的複雑であり、運転が容易でないという問
題がある外、湿式酸化処理分離液には高濃度の硝酸イオ
ンや硫黄イオンが含まれているため、この湿式酸化処理
分離液が水処理系に返送された際に有機物以外に窒素の
負荷を高めてしまうという難点がある。
【0008】湿式酸化処理分離液中の硝酸イオン及び硫
黄イオンは汚泥中の窒素分とイオウ分が酸化されて生成
したものである。近年、触媒接触湿式酸化処理法が開発
されているが、この方法によると汚泥中の窒素成分は窒
素ガスとなり、イオウ分は元素状イオウとなるので、分
離液が水処理系に与える窒素及びイオウの負荷が軽減さ
れるという利点がある。
【0009】このように触媒接触湿式酸化処理法は分離
液の処理の面では優れており、分離液に含まれている有
機酸をメタン化してエネルギーを回収する方法も研究さ
れている。しかし触媒接触湿式酸化処理法は連続運転が
可能なパイロットプラントによる実用化研究が行われて
いる段階であり、汚泥処理方法として一般的に確立され
た方法ではない。
【0010】そこで本発明は上記に鑑みてなされたもの
であって、汚泥を湿式酸化処理法により処理した際に分
離された湿式酸化処理分離液を脱窒光合成細菌を利用し
て脱窒反応を行わせることにより、汚泥の湿式酸化処理
の実用化を可能とした分離液の処理方法を提供すること
を目的とするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、汚泥を湿式酸化処理法により処理するこ
とによって分離された湿式酸化処理分離液の液温とpH
を調節した後、脱窒光合成細菌タンク内で脱窒光合成細
菌種菌供給手段から供給された種菌を用いて嫌気明もし
くは好気暗の条件で脱窒反応を行うことにより、脱窒光
合成細菌の作用により分離液に含まれている硝酸イオン
を脱窒反応により分子状の窒素に変換して液中から除去
するようにした湿式酸化処理法による分離液の処理方法
を基本とする。
【0012】前記脱窒光合成細菌種菌供給手段から単離
された脱窒光合成細菌を純粋培養して、運転開始時及び
運転開始後に種菌として間欠的に脱窒光合成細菌タンク
内に添加することにより、この脱窒光合成細菌タンク内
における脱窒光合成細菌の優占性を保持する。
【0013】前記嫌気明とは、脱窒光合成細菌タンク内
を照明手段により照明を行いながら撹拌手段を駆動する
方法であり、好気暗とは照明手段に代えてエアレーショ
ン装置によるエアレーションを行いながら撹拌手段を駆
動する方法であるかかる湿式酸化処理法による分離液の
処理方法によれば、湿式酸化処理分離液の液温とpHが
最適に調節された後、脱窒光合成細菌タンクに流入して
脱窒光合成細菌種菌供給手段から種菌が供給され、嫌気
明もしくは好気暗の条件で光合成細菌による脱窒反応が
行われる。
【0014】脱窒光合成細菌タンク内では、脱窒光合成
細菌の作用によって分離液内に含まれている硝酸イオン
が有機酸などを電子供与体として脱窒反応により分子状
の窒素に変換される。脱窒光合成細菌種菌供給手段から
単離された脱窒光合成細菌を純粋培養して、種菌として
運転開始時及び運転開始後も間欠的に脱窒光合成細菌タ
ンク内に添加することにより、脱窒光合成細菌タンク内
における脱窒光合成細菌の優占性を保持することができ
る。
【0015】脱窒光合成細菌タンクから流出した液は、
固液分離手段等により固体と液体に分離され、液体成分
は水処理系に送り込まれて処理が行われ、固体成分は脱
水・乾燥手段等により脱水ケーキ又は乾燥粉末として処
理される。
【0016】
【発明の実施の形態】以下本発明にかかる湿式酸化処理
法による分離液の処理方法の実施形態例を説明する。本
例では湿式酸化処理法による分離液を対象として、この
分離液を水処理系に返流する際の段階において脱窒光合
成細菌(Rhodobacter sphaeroides formaspecialis den
itrificans)を用いた処理を行うことにより、この脱窒
光合成細菌の作用によって分離液に含まれている硝酸イ
オンを脱窒反応により分子状の窒素に変換して液中から
除去することが特徴となっている。
【0017】光合成細菌とは光をエネルギーとして利用
できる脱窒素能のある細菌の総称であり、その種類と特
徴を表1に示す。
【0018】
【表1】
【0019】表1によれば、光合成細菌は緑色イオウ細
菌,紅色イオウ細菌及び紅色無イオウ細菌の3種類に大
別され、このうち、紅色無イオウ細菌は低級脂肪酸,ア
ミノ酸,糖類などを好み、嫌気明,好気暗のいずれの条
件でもよく増殖する。反応は以下の通りである。 この紅色無イオウ細菌のうち、Rhodobacter sphaeroide
sは高濃度廃水の処理に応用できることから我国では広
範囲に研究が行われており、食品排水の処理において実
用化されている。
【0020】光合成細菌の菌体は栄養的に優れており、
天然色素資源としても有望である。この光合成細菌を養
魚池とか田畑に散布することにより環境浄化が行われ、
且つ肥料にもなって漁獲量とか農作物の収量が上がると
言われている。更に窒素固定能のある紅色無イオウ細菌
を用いることにより、水中の硫化水素とかアンモニアが
除去されるため、魚の生育環境は改善される。
【0021】このように光合成細菌は、飼料,肥料,環
境浄化剤その他の資源として役立つことが期待できるの
で、高濃度廃水を原料として光合成細菌を生産し、有効
利用することができれば廃水の資源化への道が開けるこ
とになる。しかし現状では光合成細菌を用いた高濃度廃
水の処理は食品排水処理で一部実用化されているもの
の、一般に普及するまでには至っていないのが実状であ
る。
【0022】この脱窒光合成細菌は長野の凍豆腐工場排
水から単離されており、大久保らによる脱窒光合成細菌
に関する報告が第1回分析化学東京シンポジウム講演要
旨集(1997年9月)の第73頁に記載されている。
【0023】この報告によると、脱窒光合成細菌は紅色
無イオウ細菌に属する通性嫌気性細菌であり、各種有機
物を炭素源及び光合成の電子供与体として嫌気明条件下
で生育するばかりでなく、暗条件下で好気的な生育も可
能である。更に脱窒能,窒素固定能など多くの代謝経路
を有し、光合成細菌で初めて脱窒能が見出された細菌で
もある。
【0024】この脱窒光合成細菌を利用する場合、湿式
酸化処理法による分離液は高温で酸性であることから温
度とpHを調節する必要がある。更に脱窒光合成細菌を
優占種とするために、雑菌を最初だけでなく運転継続中
にも間欠的に供給する手段と、増殖した菌を引き抜いて
固液分離し、固体成分は脱水して脱水ケーキとするか乾
燥して粉末として利用し、液体成分は水処理系に返流す
る手段が必要である。
【0025】図1は本発明の具体的な実施形態例を示す
装置システム図であり、先ず構成を説明すると、1は湿
式酸化処理分離液、2は湿式酸化処理分離液の一時貯留
タンク、3は温度調節手段、4はpH調節手段、5は脱
窒光合成細菌タンク、6は照明手段、7は撹拌手段、8
はエアレーション装置、9は脱窒光合成細菌種菌供給手
段、10は固液分離手段、11は水処理系、12は脱水
・乾燥手段、13は脱水ケーキ又は乾燥粉末である。
【0026】湿式酸化処理分離液1は、前記した湿式酸
化処理法により処理された汚泥を図外の固液分離タンク
を用いて分離した液である。この湿式酸化処理分離液1
は一時貯留タンク2に貯留され、温度調節手段3により
液温が調節されるとともにpH調節手段4により液のp
Hが最適に調節される。
【0027】次に一時貯留タンク2に貯留された分離液
1は脱窒光合成細菌タンク5に流入して、脱窒光合成細
菌種菌供給手段9から分離液1中に種菌が供給され、嫌
気明もしくは好気暗の条件で光合成細菌による脱窒反応
が進行する。
【0028】嫌気明とは脱窒光合成細菌タンク5内に照
明手段6から照明を行いながら撹拌手段7を駆動する方
法である。好気暗とは照明手段7に代えてエアレーショ
ン装置8によるエアレーションを行いながら撹拌手段7
を駆動する方法である。
【0029】脱窒光合成細菌タンク5内では、脱窒光合
成細菌の作用により、分離液1内に含まれている硝酸イ
オンが有機酸などを電子供与体として脱窒反応により分
子状の窒素に変換される。脱窒光合成細菌種菌供給手段
9から単離された脱窒光合成細菌を純粋培養して、種菌
として運転開始時及び運転開始後も間欠的に脱窒光合成
細菌タンク5内に添加することにより、脱窒光合成細菌
タンク5内における脱窒光合成細菌の優占性が保持され
る。
【0030】脱窒光合成細菌タンク5から流出した液
は、固液分離手段10により固体と液体に分離され、液
体成分は水処理系11に送り込まれて処理が行われ、固
体成分は脱水・乾燥手段12により脱水ケーキ又は乾燥
粉末13となる。
【0031】以上説明したように、湿式酸化処理分離液
1に対して脱窒光合成細菌を用いた処理を実施すること
により、硝酸イオンは液中から除去されて分子状窒素と
して大気中に放出され、水処理系への窒素負荷を軽減す
ることができる。
【0032】湿式酸化処理分離液1中の有機物は低級脂
肪酸が多く、これは光合成細菌の基質として優れている
という特徴があり、脱窒反応の電子供与体として利用可
能である。従って湿式酸化処理分離液1の有機物濃度が
低下して、水処理系に返流した場合には該水処理系の有
機物負荷をも軽減することができる。
【0033】更に脱窒光合成細菌タンク5から回収され
た菌体は、飼料,肥料,環境浄化剤その他の資源として
有効利用することができる。
【0034】一般に光合成細菌のような特殊微生物を用
いた水処理では、特殊微生物を優占種として維持するこ
とは困難であるのに対して、本実施形態例では汚泥中の
微生物は湿式酸化により死滅しており、脱窒光合成細菌
の種菌が間欠的に補充されていることから、脱窒光合成
細菌を優占種として維持していくことは比較的容易であ
り、必要とされる処理性能を長期間に亙って維持するこ
とができる。
【0035】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明にか
かる湿式酸化処理法による分離液の処理方法によれば、
湿式酸化処理分離液を脱窒光合成細菌タンク内で脱窒光
合成細菌種菌供給手段から供給された種菌により嫌気明
もしくは好気暗の条件で光合成細菌による脱窒反応を行
わせることができるため、汚泥の湿式酸化処理の実用化
を可能とした分離液の処理方法を提供することができ
る。
【0036】上記脱窒光合成細菌種菌供給手段から単離
された脱窒光合成細菌を純粋培養して、種菌として運転
開始時及び運転開始後も間欠的に脱窒光合成細菌タンク
内に添加することにより、脱窒光合成細菌タンク内にお
ける脱窒光合成細菌の優占性を保持して必要とされる処
理性能を長期間に亙って維持することができる。
【0037】更に本発明によれば、脱窒光合成細菌タン
クから流出した液が固体と液体に分離され、液体成分は
水処理系に送り込まれて処理が行われ、固体成分は脱水
ケーキ又は乾燥粉末として処理することができる。分離
液の有機物濃度が低下しているため、水処理系に返流し
た場合の該水処理系の有機物負荷は軽減され、固体成分
は飼料,肥料,環境浄化剤その他の資源として有効利用
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態例を示す装置システム概要
図。
【符号の説明】
1…湿式酸化処理分離液 2…(湿式酸化処理分離液の)一時貯留タンク 3…温度調節手段 4…pH調節手段 5…脱窒光合成細菌タンク 6…照明手段 7…撹拌手段 8…エアレーション装置 9…脱窒光合成細菌種菌供給手段 10…固液分離手段 11…水処理系 12…脱水・乾燥手段 13…脱水ケーキ又は乾燥粉末

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 汚泥を湿式酸化処理法により処理するこ
    とによって分離された湿式酸化処理分離液の液温とpH
    を調節した後、脱窒光合成細菌タンク内で脱窒光合成細
    菌種菌供給手段から供給された種菌を用いて嫌気明もし
    くは好気暗の条件で脱窒反応を行うことにより、脱窒光
    合成細菌の作用により分離液に含まれている硝酸イオン
    を脱窒反応により分子状の窒素に変換して液中から除去
    することを特徴とする湿式酸化処理法による分離液の処
    理方法。
  2. 【請求項2】 前記脱窒光合成細菌種菌供給手段から単
    離された脱窒光合成細菌を純粋培養して、運転開始時及
    び運転開始後に種菌として間欠的に脱窒光合成細菌タン
    ク内に添加することにより、この脱窒光合成細菌タンク
    内における脱窒光合成細菌の優占性を保持するようにし
    た請求項1に記載の湿式酸化処理法による分離液の処理
    方法。
  3. 【請求項3】 前記嫌気明とは、脱窒光合成細菌タンク
    内を照明手段により照明を行いながら撹拌手段を駆動す
    る方法であり、好気暗とは照明手段に代えてエアレーシ
    ョン装置によるエアレーションを行いながら撹拌手段を
    駆動する方法である請求項1に記載の湿式酸化処理法に
    よる分離液の処理方法。
JP30136397A 1997-11-04 1997-11-04 湿式酸化処理法による分離液の処理方法 Pending JPH11128985A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100460214B1 (ko) * 2001-01-05 2004-12-08 학교법인 인하학원 광합성 미생물을 이용한 하폐수 처리방법 및 그의 처리장치
KR100487609B1 (ko) * 2002-06-18 2005-05-03 이석일 감압증류법과 생물학적 처리공정을 병행한 축산폐수처리방법
KR20140142991A (ko) * 2013-06-05 2014-12-15 경기도 인공 빛을 이용한 하폐수 고도처리 시스템

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