JPS61242691A - 液状物の微生物学的処理方法 - 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】 「産業上の利用分野」 本発明は新しい概念に基づく、水処理技術であって、廃
水のＣＯＤ、色素の吸着、メタン醗酵、硝化脱窒素など
の目的に広い応用が可能な技術である。また種々の醗酵
工業におりるバイオリアクターにも応用できる。

「従来の技術」 従来から有機性汚水の活性汚泥処理においで、曝気槽内
に粉末活性炭を投入して、活性汚泥と粉末活性炭の混合
スラリー状態として、生物処理する方法があり、単なる
活性汚泥処理に比較して、ある程度処理効率が高いこと
が知られている。

しかし粉末活性炭と活性汚泥との混合スラリーから、粉
末活性炭のみを分離することが不可能なため、系内粉末
活性炭の大部分か常に生物処理系外の汚泥処理工程に持
ち込まれてしまう。

この結果、粉末活性炭を常に生物処理工程に補給する必
要が生じるため、これがランニングコストの著るしい上
昇をもたらすという重大な欠点があった。

一方、色度、ＣＯＤなどを活性炭によって吸着する方法
が水処理で一般化しているが、活性炭の飽和吸着量が０
．１ｇＣ０Ｄ／ｇＣａｒｂｏｎ程度と非常に少ないため
、再生頻度が多く、この結果処理経費が高額のものにな
らざるを得なかった。

「発明が解決しようとする問題点」 本発明は次の課題を解決することを目的とする。

■　微生物−活性炭の複合機能による有機性汚水の生物
処理において活性炭の補給を実質的に不要にし、ランニ
ングコストの大幅な節減を達成すること、また浄化効果
をさらに向上させること。

■　ＣＯＤ、色素の活性炭吸着処理において、活・［４
炭の吸着容量を向上させること。

「問題を解決覆るだめの手段」 本発明は、微生物と粉末活性炭、微粒子状炭素系吸着剤
などの混合物を有機高分子樹脂の透過性ゲル内に包括固
定化せしめたものに、被処理液を接触口しめ、微生物反
応を進行せしめることによって、課題を解決するもので
ある。

本発明は有価物を微生物の作用によって生産する各種醗
酵工業にも応用可能であることは言うまでも４丁いが、
本発明を廃水処理へ応用した場合について以下に詳）ボ
する。

まず、微生物と活性炭混合物の固定化法としては、醗酵
工業の固定化酵素の分野ですでに実用化されている方法
、たとえばその代表的例として、ポリアクリルアミドゲ
ルに包括固定する方法を適用できる。

すなわち、あらかじめ、培養しておいた微生物スラリー
に粉末酒゛１）Ｕ炭を混合したものに、アクリルアミド
モノマーと架橋剤を加え、次に重合促進剤と重合開始剤
を加えて反応を進行させることによって、任意の形状の
微生物−活性炭複合体の固定化粒子が得られる。

なお高分子樹脂としては、ポリアクリルアミドのほか光
架橋性樹脂などの固定化酵素の分野で利用されている種
々の樹脂を利用できることは言うまでもない。

また、公知のアルギン酸とＣａ　２”イオンによる水中
被膜硬化法によるカプセル化法も適用できる。

本発明によって得られた、微生物−活性炭複合固定化粒
子（以後簡略化のため、バイオカーボン固定化粒子と呼
７本）は、活性炭粒子が存在するため多孔性に冨み、ゲ
ル内の分子の粒内拡散が非常に優れている。

しかして、有機性汚水の生物処理に本発明を適用する場
合Ｉａ、次のように実施する。

「実施例」１ 神奈川県膝沢市のＥ団地廃水の活性汚泥処理施設（標準
活性汚泥法を採用している）の余剰活性汚泥（固形物濃
度２．２％）を採取して、粉末活性炭（ツルミコール）
を５０００ｍｇ／ア添加したものを遠心分前して得た固
形物濃度５％のスラッジ状物を固定化用菌体スラリー原
料とした。

固定化微生物（バイオカーボン複合粒子）は次のように
製造した。

前記のスラリー原料１ノに、アクリルアミドモノマー２
５０ｇとＮ−Ｎ−−メチレンビスアクリルアミド（ＢＩ
Ｓ）１２ｑを添加して溶解させた）変、５％β−ジメチ
ルアミノプロピオニトリル（ＤＭＡＰＮ＞溶液１５０Ｃ
Ｃと１％に２３２　ｏ８溶液１５０ＣＣを加えて、２５
°Ｃにコントロールしながら、静置したところ約１５ｍ
１ｎで重合して、バイオカーボン固定化粒子ゲルを得た
。

このゲルをスクリュー押出し造粒機（不二パウダルネ１
製晶）によって直径３緬、長ざ１５馴の円柱状ペレツ］
・に成型した。

このバイオカーボンペレットを、容積４０ノのエアレー
ションタンクに投入し、エアリフト管によってエアレー
ションしつつ、前記のＦ団地下水を流入さ−けた。エア
レーションタンクの滞留時間は２０分間とし、エアレー
ションタンク内のバイオカーボンペレットの濃度を２０
００ｍ！ｊ／、ｅに調整して運転した。

１ケ月の頭数運転後、１ケ月間分析を続けたところ次の
ような処理成績を得た。

なお、バイオカーボンペレットがエアレーションタンク
から流出しないように、生物処理水流出以上のような良
好な処理結果が、エアレーション時間２０分という短時
間で得られたのは、次のようなメカニズムによるもので
はないかと思われる。

バイオカーボン固定化粒子を曝気槽内に投入して流動状
態もしくは充填層状態でエアレーションしつつ、たとえ
ば下水を流入せしめると、下水中の溶解性ＢＯＤ、Ｎｉ
−１３−Ｎ等が、バイオカーボン固定化粒子内に拡散し
、バイオカーボン固定化粒子内の微生物によって酸化さ
れ、ＣＯＤは活性炭によって吸着される。

このような状況下において、処理を継続するにしたがっ
てバイオカーボン固定化粒子内の微生物の馴致が進み、
ざらに効率的な処理か行なわれるようになる。

また、ＣＯＤ成分は活性炭に吸着するがバイオカーボン
固定化粒子内に極めて多量に存在する多種多様の微生物
ににって、活性炭に吸着された物質が生物分解されるた
め、極めて長期間活性炭の吸着機能が失活しないことが
認られた。

かくて、生物処理を受Ｃプた処理水はバイオカーボン固
定化粒子と固液分離されて、流出してゆくが固液分離は
従来の活性汚泥法と異なり、極めて容易であった。

ずなわら、バイオカーボン固定化粒子は粒径が数層であ
り、比重および強度も大きいので、スクリーン又は沈澱
法によって容易に分離することができた。

この結果、活性炭は処理系外にまったく流出していかな
いので、活゛１）Ｕ炭の補給は実質的に不要になる。

次に、ＣＯＤ、色素を活−１４−炭に吸着させて除去す
る場合の実施例を）ホペる。

「実施例」２ 「実施例」１にて記した方法で製造したバイオ−力−ボ
ンペレットを、１径２０ｃｍのカラムＮｏ１に層厚４０
ｃｍ＜；充填し、し尿の無希釈生物学的硝化脱窒素処理
水をｒｅｃ、ｅ３２０００ｍｇ／、（？で凝沈させた処
理水をエアレーションしながら５Ｖ−０，３で通水させ
た。

一方、別の同一直径のカラムＮｏ、２に、粉末活性炭だ
りを前述の方法でアクリルアミドゲルに固定化した同一
粒径のペレッ１へを層厚４０ｃｍに充填して、同一原水
を５Ｖ＝０．３で通水さ゛け、対照実験用とした。

Ｎｏ、　１カラムの微生物の順致期間として１ケ月間Ｎ
ｏ、　１とＮｏ、　２に同一水量通水したのち、２ケ月
に旦り、ＣＯＤと色度を分析した。

Ｎｏ、　１カラムとＮｏ、　２カラムに差か現われた原
因の正確なメカニズムは明らかでないか、次のようにＪ
１ｆｆ定できる。

ＣＯＤ、色素成分は、バイオカーボン固定化粒子のゲル
内に拡散し、活性炭に吸着されるがバイオカーボン固定
化粒子内に多量に存在する微生物によって、生物学的再
生が生起するので活性炭の吸着容量が向上するものと思
われる。

なお、従来粉末活性炭粒子の表面またはマクロポア内に
自然増殖してくる微生物によって、活性炭の生物学的再
生を期待するという方法があったが、この方法では維持
できる微生物の量が本発明に比べて著しく少ないため、
はとんど効果は期待できなかった。

これに対し、本発明では活性炭に非常に近接して大量の
微生物を容易に維持できるため（ご生物再生効果が高い
と考えられる。

「発明の効果」 ■　粉末活性炭が共存するため多孔性で、固定化用ゲル
粒子内の分子拡散の優れた固定化微生物を得ることがで
きる。

■　固定化粒子内に吸着力の高い活性炭が存在するため
、処理対象物質が、いったん活性炭粒子内に吸着されて
から生物分解を受（プる確率が高くなり、固定粒子内の
濃度勾配を高くとることができ、この結果ゲル内の分子
の拡散が速やかに起る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 微生物と粉末活性炭、微粒子状炭素系吸着剤などの混合
   物を有機高分子樹脂の透過性ゲル内に包括固定化せしめ
   たものに、被処理液を接触せしめ、微生物反応を進行せ
   しめることを特徴とする液状物の微生物学的処理方法。