JPS59166217A - 水溶液に含まれる有機性物質の重縮合反応による分離方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、水溶液中に含まれる有機性物質を重縮合反
応させることにより、水溶液と分離する分離方法に関す
る。

周知のように、水溶液中に含まれる有機性物質の分離方
法としては、有機性廃水の処理方法である活性汚泥法の
他に一般的に用いられる方法としては、蒸発濃縮法、膜
分離法、遠赤外による析出分離法、化学分離法、等が従
来がら用いられているが、いずれの方法も施設費が高額
であること、運転経費が割高であること、分離された有
機性物質の品質が劣化すること、等のいずれかの欠点を
有している。

この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、有
機性物質を含む水溶液の濃度いかんにかかわらず、極め
て効率良く短時間に分離することにより運転経費の軽減
化、装置の小型化、運転管理の単純化、特に生産工程に
おける分離操作においては分離有機性成分の品質の安定
化並びに向上を図ることを目的とし、その特徴とすると
ころは、有機性物質を含む水溶液に細菌群の活動による
酸化酵素を含む代謝産物若しくはそれと類似の物理化学
的機能を有する物質を添加して混合することにより、水
溶液中の可溶性物質の化学反応による結合、粒子化、凝
集、縮合、重合、並びに水溶液中に含まれる微細有機性
固形分の巨大化を急速に進行させて生じた反応生成物を
固液分離するところにある。

この分り９ＩＩｔ操作系で添加される酸化酵素を含む代
謝産物を生成する細菌群としては、ズーグレア（Ｚｏｏ
ｇ　１ｏｅａ　）尿細菌を含む好気性細菌群、乳酸菌属
細菌・バチルス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ）尿細菌を含む通性
嫌気性細菌群、ズーグレア（Ｚｏｏｇｌｏｅａ）尿細菌
を含む好気性細菌と乳酸菌属細菌・バチルス（Ｂａｃｉ
ｌｌｕｓ）尿細菌を含む嫌気性細菌とが共存する細菌群
のいずれであってもよい。なお、これら細菌群のいずれ
もの代謝産物が当該骨ｌ１ｌｌｌ操作系に有効である理
由は、好気性細菌並びに通性嫌気性細菌のいずれもが、
相舶以するフェノール化合物、有機酸、多糖類、アミノ
酸、酸化酵素等の代謝産物を生成し、それら酸化酵素を
含む代謝産物が水溶液中の有機性成分の結合、粒子化、
凝集、縮合、重合に際して類似の物理化学的機能を示す
からである。

添加する代謝産物としては、上記細菌群により生成され
た酸化酵素を含む代謝産物であればよい。

この代謝産物の添加量は、酸化酵素を含む代謝産物が水
溶液中の有機性成分の結合、粒子化、凝集、縮合、重合
に際しての核として機能する関係から微量でよく、水溶
液中の可溶性有機性成分の濃度によって変化するが、一
般的には２００ｐｐｍ程度以下で充分である。又、添加
される状態としては、酸化酵素を含む代謝産物の量がそ
の水溶液を処理するのに充分でありさえすればよく、ど
のような物質と共に添加されるかはあまり問題とならな
い。

なお、通常の添加代謝産物を含む物質の種類としては、
有機性水溶液の生物学的処理により生成された汚泥状物
質及び腐植前駆物質などが挙げられる。このような物質
より抽和された酸化酵素を含む代謝産物を用いれば一層
有効であり、抽出媒体としては、水並びに塩類の水溶液
、有機溶剤、アルカリが効果的である。ここで、腐植前
駆物質とは、前記細菌群による代謝産物のうち、フェノ
ール化合物、有機酸、多糖類、アミノ酸、酸化酵素等の
混合物及びそれらの一部重縮合反応物であり、この腐植
前駆物質がその景及び存在形態において抽出し易いもの
には、石炭、亜炭、泥炭、草炭などやＴＩＩｗＬ物があ
る。腐植物とは腐植に腐植前駆物質が混っているもの若
しくは腐植前駆物質に腐植が混っているものをいう。

その地間様の効果を有する添加物としては、前記細菌群
の活υノによる酸化ｈゲ素を含む代謝産物と類似の物理
化学的機能を有する物質でもよく、当該添加物としては
フェノール露出基のある化合物、有機酸、多糖類、アミ
ノ酸、フェノールオキシダーセ等の酸化酵素、のうち原
水溶液中に欠けた成分が適量含まれた混合物若しくは混
合溶液であればよい。

この発明方法は、有機性物質を含む水溶液に前記細菌群
の活動により生成された酸化酵素を含む代謝産物若しく
はそれと類似の物理化学的機能を有する物質、又は酸化
酵素を含む代謝産物を多量に含む物質を適量添加し、攪
拌することにより、酸化酵素を含む代謝産物若しくは′
それと類似の物理化学的機能を有する物質と水溶液中の
有機性成分とが反応し、固液分！’Ｉｔ可能な反応生成
物を形成させ、固液分離するものである。

水溶液は有機性物質を含む水溶液でありさえずればその
種類、濃度を問わずにすべてこの発明方法で効率よく分
離することができる。

この水溶液は、第１図に示すように、まず反応工程１へ
連続若しくは不連続的に定量ずつ供給される。該反応工
程１においては、添加物供給槽２から前記細菌群による
酸化酵素を含む代謝産物若しくはそれと類似の物理化学
的機能を有する物質、又は酸化酵素を含む代謝産物を含
む物質の水溶混合液が一定量ずつ添加され、これら性状
の相異なった２液が混合並びに緩速攪拌されることによ
り、添加物と水溶液中の有機性成分との物理化学反応が
進行し、新な反応生成物が生成される。ちなみに反応工
程１における反応時間は数分以内、長くとも数時間以内
で充分であり、反応を促進するためには混合液を５０℃
程度以下の温度まで加温することが有効なことが実験的
に判明している。このようにして急速に反応し、反応生
成物を含む混合溶液となった水溶液は、分離工程３へ送
られる。

この分離工程３で使用する装置としては沈降槽、走行ろ
布説水機、プレコー１へフィルター等すべての固液分離
装置の使用が可能である。

前記代謝産物若しくはそれと類似の物理化学的機能を有
する物質を適量添加した後、若しくは適量の代謝産物若
しくはそれと頬イ以の物理化学的機能を有する物質の添
加の前に、該水／８液のＰＨを５．０〜７．５にｆｌｌ
ｉｌ整すれば、効果は一段と顕著となる。又、添加物の
水溶液中の可溶性成分に対する効果を一段と高めるため
には、添加部名しくは添加後に当該水溶液を曝気し、水
溶液中の酸化酵素を活性化する必要があり、その結果悪
臭物質が固定化されると同時に反応は一段と進行する。

なお、該添加物たる細菌群による酸化酵素を含む代謝産
物並びにそれと頬イ以の物理化学的機能を有する物質は
、従来の凝集剤と全く異なった機能及び目的を有するも
のであり、竹集剤が水溶液中に含まれる微細固形成分の
集合化による巨大化を主目的としたものであるのに反し
、該添加物たる細菌群による酸化酵素を含む代謝産物並
びにそれと類似の物理化学的機能を有する物質は、水溶
液中の可溶性物質の化学反応による結合、粒子化、凝集
、縮合、重合を主目的とし、同時番こ水溶液中に含まれ
る微細な有機固形成分の巨大化を副次的な目的としたも
のである。

以上の説明からも明らかなように、この発明方法は、細
菌群による酸化酵素を含む代謝産物若しくはそれと類似
の物理化学的機能を有する物質と水溶液中の有機可溶性
成分並びに微細有機固形成分との化学的・物理化学反応
の相乗効果による急速な反応生成物の形成により分離効
果を著しく進展させるものである。なお、この発明法を
有機性物質を含む廃水の処理に適用した場合には、この
急速な反応生成物の形成により廃水のＢＯＤ濃度は激減
されるために、廃水のＢ　ＯＤ　濃度が高い場合であっ
ても、従来の活性汚泥法のように廃水を希釈してＢＯＤ
濃度を低下させる必要はなくなるので、処理水量は増加
せず、従って装置の小型化により運転管理が単純化され
る効果があると共に希釈水の不要に伴う給水施設の諸経
費の軽減化が図れる。更に、長時間の曝気反応を経由し
ないため、廃水中の可溶性成分の酸化分解が押えられ炭
素源の散逸が防止される上に、細菌群による酸化酵素を
含む代謝産物若しくはそれと類似の物理化学的機能を有
する物質と有機可溶性成分との化学反応等による可溶性
成分の巨大分子化、固形物化が促進されるので、廃水の
汚泥成分が効率よく取り除かれる。

なお、このようにすくれた重縮合作用を有する前記細菌
群による酸化酵素を含む代謝産物並びにそれと類似の物
理化学的機能を有する物質は、特に飼肥料の生成過程、
一部食品の製造過程、有機揮発性成分に対する固定化操
作などに関しても有効であり、この有効に機能する機構
はすでに述べたところである。

この発明法を廃水処理に適用した場合の実施例について
以下説明する。

腐植物を等量の水と混合攪拌した後に、１５０ｋｇ　／
　ｃｎｌの高圧脱水装置にかげ、ろ過した溶液中に２％
前後の酸化酵素を含む代謝産物が含まれていたので、こ
の溶液を添加物とした。

原廃水−人間性し尿、ＣＯＤ濃度ｊ７００ｐｐｍ、１０
ｎ？／１０時間。この原廃水を貯溜槽において曝気攪拌
した。

添加物の添加量−人間性し尿に対して１％の割合で添加
。従って、添加された代謝産物の量は人間性し尿に対し
て２００　ｐｐｍである。

尚、添加に先立ち、原廃水のＰＨを６，５に調整した。

反応時間−反応槽で１分間攪拌した。

分離工程−走行ろ布脱水機通過液を、珪藻土によるプレ
コートフィルタで精密ろ過した。

この時のる液のＣＯＤ濃度は１５０ｐｐｍであった・ 尚、高次処理としては活性炭吸着をした。このときのＣ
ＯＤ濃度は１０ｐｐｍ以下であった。

原廃水の曝気風量は６００ｒｒｒ／１０時間であ、す、
それに要する必要な動力は０．７５ＫＷ（設置動力）×
１０時間−７．５に何Ｉ＋であった。

前記と同一の原廃水を従来の活性汚泥法によって処理す
る場合に必要な曝気動力は、６０ｒＪ／ＢＯＤ　ｋｇと
して、必要な曝気風量は４８７５Ｍ／日、これに必要な
曝気動力は５，５（設置動力）×２４時間＝１３２に屑
Ｈである。

以上の実施例からも明らかなように、この発明法を利用
して廃水処、理を行うと、従来の活性汚泥法と比較して
、廃水処理に必要な曝気動力を激減することができるの
で、ランニングコストが格安となる。又、従来の活性汚
泥法の処理では、前記しノこような高濃度の原廃水はそ
のままでは処理できないので、数十倍にも希釈しなけれ
ばならず、そのために、大量の希釈水が必要となると共
に、各工程における槽容量等もこれに比例して大きくし
なければならないので、広大な敷地と設備が必要である
が、この発明法を利用した廃水処理によると、これらは
すべて不必要となる著しい効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明方法の基本フローシーＩ・例を示す。 特許出願人　　　　内　　水　　　　護代理人　弁理士
渡辺三彦 手続補正書（自発） 昭和５８年４月１２日 特許庁長官　若杉和夫殿 ｌ、事件の表示 昭和５８年特許願第３９８２１号 ２、発明の名称 水溶液に含まれる有機性物質の重縮合反応による分離方
法 ３、？ｌｉ正をする者 事件との関係　特許出願人 住所　東京都新宿区西早稲田２−１１−２０氏名　　内
水　　護 ４、代理人　〒５３０電話大阪０６　（３６１）３８３
１住所　大阪市北区太融町２番２１号 （１１明細書の発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内容 ■　明細書第７頁第１７行目に次に下記の文を挿入する
。 「及びフェノールオキシダーゼ等の酸化酵素又はフェノ
ール化合物の酸化物であるキノン類並びに有機酸、多糖
類、アミノ酸、」■　明細書第７頁第１８行目を削除す
る。 ■　明細書第７頁第１９行目の「−セ等の酸化酵素、」
を削除する。 以上 手続補正書（自発） 昭和５９年４月２１日 特許庁長官　若杉和夫殿 １、事件の表示 昭和５８年特許願第３９８２１号 ２、発明の名称 水溶液に含まれる有機性物質の重縮合反応による分離方
法 ３、補正をず易者 事件との関係　特許出願人 住所　東京都新宿区西早稲田２−１１−２０氏名　内水
　　護 ４、代理人　〒５３０電話大阪０６　（３６１）　３８
３１住所　大阪市北区太融寺町２番２１号 Ｇ、？ｉｌｉ正の内容 （１）明細書の特許請求の範囲の欄 別紙の通りに補正する。 （２）明細書の発明の詳細な説明の欄 ■　明細で１第５頁第７行目 「添加して混合」の後にｒｌｆ拌」を挿入する。 ■　明細声量６頁第３行目から第４行目「相打１似する
フェノール化合物、有機酸、多糖類、アミノ酸、酸化酵
素等の」を［酸素の存在下において有効に作用する代謝
回路（ｍｅｔａｂｏｌｉｃ　ｓｙｓｔｅｍ）を有し、そ
の結果相シｎ似し７、かつ共に酸化段階の高い物質、す
なわら相類似するフェノール露出基のある化合物及び酸
化酵素、又はフェノール化合物の酸化物であるキノン類
、並びに有機酸、多１ｊｉ　卸、アミノ酸等よりなる」
に変更する。 ■　明細書第６頁第７行目 「示すからである。」の次に、「上記した諸反応は酵素
反応とは全く異なったものである。このことは、酵素反
応においては反応の進展に伴い生成物の分子量が低下す
るが、当該反応においては溶液中に残存する有機物の分
子量が定席的に増大することからも明白である。」を挿
入する。 ■　明細書第１２第２行目 「このような」を１汚泥状」に変更する。 ■　明細書第７頁第３行目 「代謝産物」の後に１又は腐１１〜前駆物質含有物より
抽出された腐植前駆物質」を挿入する。 ■　明♀１１１書第゛１頁第４行目 「としては、水」の後に１、弱酸」を挿入する。 ■　明細書第７頁第４行目から第５行目「、有機溶剤、
アルカリ」を削除する。 ■　明細書第７頁第６行目冒頭 「はｌの後に［有機物の腐植に至る変化における過程物
質の総称であり］を挿入する。 ■　明細書第７頁第７行目冒頭 １ル」の後に「露出基のある」を挿入する。 ■　明１ｆｌＨ書第７夏第７行目 １゛化合物」の後に「及び酸化酵素、又はフェノール化
合物の酸化物であるキノン類」を挿入する。 ［相］　明細書第７頁第７行目 １、酸化酵素」を削除する。 ■　明細書第７頁第８行目 「であり」を１゛より成りＪに変更する。 ０　明細書第７頁第１０行目 「石炭、」を削除する。 ０　明細書第９頁第３行目 １新なｊを１新たな」に変更する。 ■　明細書第１２頁第９行目 １酸化酵素を含む代謝産物」を「腐植前駆物質」に変更
する。 ６タ　明細書第１２頁第１５行目 ［された代謝産物のｊを削除する。 以上 〔補正後の特許請求の範囲〕 ２、特許請求の範囲 １、　有機性物質を含む水溶液に細菌群の活動による酸
化酵素を含む代謝産物を添加することにより、該水溶液
中の可溶性物質の化学反応による結合、粒子化、凝集、
縮合、重合並びに該水溶液中に含まれる微細有機性固形
分の巨大化を急速に進行させて生じた反応生成物を固液
分離１−る方法であって、前記酸化酵素を含む代謝産物
を生成する細菌群としては、スークレア（Ｚｏｏｇｌｏ
ｅａ）尿細菌を好む好気性細菌群、乳酸菌属細菌・バチ
ルス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ）尿細菌を含む通性嫌気性細菌
群、ズーグレア（Ｚｏｏｇｌｏｅａ）尿細菌を含む好気
性細菌と乳酸菌属細菌・バチルス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ）
尿細菌を含む通性嫌気性細菌とが共存する細菌群のいず
れかであることを特徴とする水溶液に含まれる有機性物
質の重縮合反応による分離方法。 ２、前記代謝産物が、前記水溶液を含む有機性水溶液の
生物学的処理により生成された汚泥状物質中に含まれる
も夏である特許請求の範囲第１項記載の水溶液に含まれ
る有機性物質の重縮合反応による分離方法。 ３、前記代謝産物が、腐植前駆物質に含まれるものであ
る特許請求の範囲第１項記載の水溶液に含まれる有機性
物質の重縮合反応による分離方法。 ４、前記腐植前駆物質が、腐植物に含まれるものである
特許請求の範囲第３項記載の水溶液に含まれる有機性物
質の重縮合反応による分Ｓ＋＋を方法。 ５、且星貰抜前駆貰！がユ亜炭、泥炭、９炭のいずれか
に含まれるものである特許請求の範囲第３項記載の水溶
液に含まれる有機性物質の重縮合反応による分離方法。 ６、有機性物質を含む水溶液にスーブレア（Ｚ。 ｏｇｌｏｅａ）尿細菌を含む好気性細菌群又は乳酸菌属
♀ｌｉｔ菌・バチルス（Ｂａｃ　ｉ　ｌ　］　ｕｓ　）
尿細菌を含む通性嫌気性細菌群の活動による酸化酵素を
含む代謝産物と類似の物理化学的機能を有する物質を添
加することにより、該水溶液中の可溶性物質の化学反応
による結合、粒子化、凝集、縮合、重合、並びに該水溶
液中に含まれる微細有機性固形分の巨大化を急速に進行
させて生じた反応生成物を固液分離する方法であって、
前記添加物としては、フェノール化合物、有機酸、多ｍ
類、アミノ酸、酸化酵素、のうち、原水溶液中に欠けた
成分が含まれることを特徴とする水溶液に含まれる有機
性物質の重縮合反応による分離方法。 ７、前記代謝産物が、前記水溶液を含む有機性水溶液の
生物学的処理により生成された汚泥状物質中に含まれる
も皮である特許請求の範囲第６項記載の有機性物質を含
む水溶液に含まれる有機性物質の重縮合反応による分離
方法。 ８、前記代謝産物が、腐植前駆物質に含まれるものであ
る特許請求の範囲第６項記載の水溶液に含まれる有機性
物質の重縮合反応による分離方法。 ９、前記腐植前駆物質が、腐植物に含まれるものである
特許請求の範囲第８項記載の水溶液に含まれる有機性物
質の重縮合反応による分離方法。 １０、布Ｌｉｄ腐］創帽４詠賢が１亜炭、泥炭、草炭の
いずれかに含まれるものである特許請求の範囲第８項記
載の水溶液に含まれる有機性物質の重縮合反応による分
離方法。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、有機性物質を含む水溶液に細菌群の活動による酸化
   酵素を含む代謝産物を添加することにより、該水溶液中
   の可溶性物質の化学反応による結合、粒子化、凝集、縮
   合、重合並びに該水溶液中に含まれる微細有機性固形分
   の巨大化を急速に進行させて生じた反応生成物を固液分
   離する方法であって、前記酸化酵素を含む代謝産物を生
   成する細菌群としては、ズーグレア（・Ｚｏｏｇ　Ｉ　
   ｏｅａ　）尿細菌を含む好気性細菌群、乳酸菌属細菌・
   バチルス（Ｂａｃ　ｉ　１１ｕｓ　）尿細菌を含む通性
   嫌気性細菌群、ズーグレア（Ｚｏｏｇｌｏｅａ）尿細菌
   を含む好気性細菌と乳酸菌属細菌・バチルス（Ｂａｃｉ
   ｌｌｕｓ）尿細菌を含む通性嫌気性細菌とが共存する細
   菌群のいずれかであることを特徴とする水溶液に含まれ
   る有機性物質の重縮合反応による分離方法。 ２、前記代謝産物が、前記水溶液を含む有機性水溶液の
   生物学的処理により生成された汚泥状物質中に含まれる
   もである特許請求の範囲第１項記載の水溶液に含まれる
   有機性物質の重縮合反応による分離方法。 ３、前記代謝産物が、腐植前駆物質に含まれるものであ
   る特許請求の範囲第１項記載の水溶液に含まれる有機性
   物質の重縮合反応による分離方法。 ４、前記腐植前駆物質が、腐植物に含まれるものである
   特許請求の範囲第３項記載の水溶液に含まれる有機性物
   質の重縮合反応による分離方法。 ５、前記腐植前駆物質が石炭、亜炭、泥炭、草炭のいず
   れかに含まれるものである特許請求の範囲第３項記載の
   水溶液に含まれる有機性物質の重縮合反応による分離方
   法。 ６、有機性物質を含む水溶液にズーグレア（Ｚ。 ｏｇｌｏｅａ）属細栗を含む好気性細菌群又は乳酸菌属
   細菌・バチルス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ）尿細菌を含む通性
   嫌気性細菌群の活動による酸化酵素を含む代謝産物と類
   似の物理化学的機能を有する物質を添加することにより
   、該水溶液中の可溶性物質の化学反応による結合、粒子
   化、凝集、縮合、重合、並びに該水溶液中に含まれる微
   細有機性固形分の巨大化を急速に進行させて生じた反応
   生成物を固液分離する方法であって、前記添加物として
   は、フェノール化合物、有機酸、多糖類、アミノ酸、酸
   化酵素、のうち、原水溶液中に欠けた成分が含まれるこ
   とを特徴とする水溶液に含まれる有機性物質の重縮合反
   応による分離方法。 ７、前記代謝産物が、前記水溶液を含む有機性水溶液の
   生物学的処理により生成された汚泥状物質中に含まれる
   もである特許請求の範囲第６項記載の有機性物質を含む
   水溶液に含まれる有機性物質の重縮合反応による分離方
   法。 ８、前記代謝産物が、腐植前駆物質に含まれるものであ
   る特許請求の範囲第６項記載の水溶液に含まれる有機性
   物質の重縮合反応による分離方法。 ９、前記腐植前駆物質が、腐植物に含まれるものである
   特許請求の範囲第８項記載の水溶液に含まれる有機性物
   質の重縮合反応による分離方法。 １０、前記腐植前駆物質が石炭、亜炭、泥炭、草炭のい
   ずれかに含まれるものである特許請求の範囲第８項記載
   の水溶液に含まれる有機性物質の重縮合反応による分離
   方法。