JPS61242692A - 生物学的水処理方法 - 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、下水などの有機性廃水、上水処理における生
物学的前処理などの各種の生物学的水処理方法に関する
ものであり、醗酵工業にも応用可能である。

「従来の技術」 従来および現時点において、最も一般的な生物学的水処
理方法は活性汚泥法である。しかし活性汚泥法は、活性
汚泥と処理水との安定的な固液分離に難点があるという
重大な問題をかかえている。

このため、近年回転円板法、チューブ接触酸化法、粒状
媒体（砂など）付着法などの生物膜法が急速に普及して
きた。

この生物膜法は、活性汚泥法の欠点を解決するものとし
て、一時期大きな注目を集めたか研究および実施例が増
加するにつれ、次のＪ：うな重大な問題点を持っている
ことが認識されてきた。

すなわち、 ■　付着媒体への微生物の付着量を任意にコン１〜ロー
ルすることができない。過大イ」着や過少イ」着トラブ
ルを招く。

■　媒体への付着性が乏しい微生物には適用が困難であ
る。（廃水の種類によって、媒体への付着付が乏しい微
生物しか増殖しない場合がみられる。） ■　多量の微生物何着媒体を必要とするので、活性汚泥
法よりも装置の建設費が高くなる。

［発明か解決しようとする問題点］ 本発明は、従来の活性汚泥法、各種生物膜法の欠点を克
服り−ることを目的とするものであり、■　生物膜法に
お（プる（’−１着媒体を不要化する。

■　媒体への（＝を容性か乏しい微生物に対しても生物
膜法の特徴ずなわら、固液分離が容易という点を発揮で
きるようにする。

■　活性汚泥法にｉｔ’；　Ｃｊる微生物の固液分離の
動点を完全１こ解決する。

■　大吊牛産が容易で、製造コストが安価な固定化微生
物の製造法を開発する。

１ス十を本発明の課題としている。

１問題点を解決り−るための手段−１ あらかじめ培養した微生物の懸濁液に、粉末又は微粒子
状のゼオライ１〜系鉱物、又（ｊＩ活性炭を添加Ｌノだ
のら、有機高分子凝集剤を添加し、撹拌することによっ
て凝集造粒せしめ、ペレッ１〜状の微生物−吸着剤の複
合粒子を形成させ、該ペレッ１〜状複合粒子を生物処理
槽に投入して、処理対象原水と好気的もしくは嫌気的条
件下で接触せしめて、生物学的に処理を行なう。

次に本発明を下水処理に適用した場合を例に取り詳述す
る。

まず、既設の下水処理場などの活性汚泥処理施設の曝気
槽に天吊培養されている粘性汚泥を採取し、２〜３％程
度の固形物温度になるように濃縮したのら、本発明を適
用しようとする現場の生物処理ＩＭ股に運搬覆−る。

しかるのち、この活″ｌ’ｌ汚泥の所定量に、粉末ある
いは微粒子状の活性炭又はゼオライ１〜系鉱物（げΔ−
ライ１へ、クリノプヂライ１〜、クリスＩ−パライトな
どのアンモニアを吸着する鉱物の総称）を、必要量例え
ばＬ　０００〜５．ＯＯＯｍｙ／、４？になるように添
加し、よく混合したのち、有機高分子凝集剤（ポリアク
リルアミド系、ポリアクリルエステル系などの汚泥弱水
助剤として、一般的に利＝　３　＝ 用されているものを採用すればよい）を、活゛；／４汚
泥乾燥重Ｅｉ　Ｉ　ＫＵあたり、１０〜３０９程度添加
し、撹拌槽Ｃ１劃゛ｌ附るど、粒径２〜３ｍｍのほぼ球
状のぺ１ノット状凝集体が１ｑられる。

こごにおいて、重要％実験的事実は活性炭量るいはゼオ
ライ１〜系鉱物を添加せずに、有機高分子凝集剤のみて
凝集造粒したペレット状粒子は、強度か小ざいか、１オ
ライｉ〜系鉱物または活性炭の微粒子をあらかじめ添加
しておくと生成したペレッ１〜の強度か顕著に増加する
といつ川縁か８２められたことで必る。

゛この原因は活性炭あるいはゼオライト系鉱物の微粒子
の共存によって、ペレットの構造が強化されることおよ
び有機高分子凝集剤と活性炭または１？Ａ−ライ１ル鉱
物微粒子の表面とが強固に結合するためでｌａ、”（’
１いかと推定される。

以上のような方法によって凝集造粒されたペレッ１〜状
微生物集合体を、処理対象原水の生物処理槽に投入し、
浮遊粒子状態、充填層状態あるいは流動層状態に維持し
ながら、原水と好気的もしくは嫌気的雰囲気で接触せし
めて、ＢＯＤ除去、硝化、脱窒素、メタン醗酵などの処
理を行なう。

本発明にお【ｊるペレット状微生物粒子は、一種の「固
定化微生物」と呼ぶことができるものであり、沈降性が
秀れているので、活性汚泥法のような固液分離の動点は
認められない。

しかも、生物膜法にお（プる不可欠要件の微生物付着媒
体は不要である。

また、ＮＨ３−Ｎを含む原水の場合には、第１図右のよ
うにＮＨ３−Ｎが微生物−ゼオライド複合ペレット内に
包括されているゼオライトに吸着されたのら、ゼオライ
ト粒子の極めて近傍に高濃度に存在する硝化菌によって
、吸着されたＮＨ３−Ｎが生物学的に硝化されるという
理想的環境が設定される。

この状況は単に第１図外図に示すように、浮遊分散状の
硝化菌に浮遊分散状のゼオライ１〜系微粒子を混合した
系とは水質的に異なるものであり、′　　ゼオライト鉱
物に吸着されたＮ１−（３−Ｎは、硝化菌によって非常
に速やかにＮ０ｘ−Ｎにまで硝化される。

また活・１１炭と微生物が一体化されたペレツ１へ状固
定化微生物は、ＣＯＤ、色度成分含有有機性廃水にとく
に有効である。

この原因は明確ではないか微生物と活性炭か高淵庶状態
で接した状態で共存するので、活性炭に吸看されたＣ　
Ｏｆ）成分が微生物の作用によって分解され、活性炭の
生物学的再生が進行するためては４【いかと考えられる
。なお、微生物、セＡライｉ〜系鉱物及び活性炭の三者
が共存するペレツ１〜を作り利用すること・し当然可能
である。

次に本発明の具体的実験例を説明する。

実施例１ 神奈川県藤沢市の「団地下水の活性汚泥処理施設から、
固形物ｉＩ￥ｉ度２．２％の新鮮な余剰活性汚）尼を採
取し、 ＢＯＤ１００ｍｇ／、ｅ、Ｎ　Ｎ３−Ｎ　３０−１５ｍ
ｙ／ノ、Ｐ　ｌ−１６、８〜７．２の某工場廃水に対し
て、Ｎ１−１３−Ｎの硝化とＳＯＤの除去を目的とする
実験のために、ペレット状の微生物−１オライド複合粒
子を製造した。

す’ｔ＞わら、前記余剰活性汚泥に対し、粉末状のヒオ
ライ１へを３．０００ｍｙ／ア添加してよく混合したの
ち、カチオン系有機高分子凝集剤（エバグロースＣ−１
１４荏原インフイルコ社製）を３０ｍｇ／、ｅ添加し、
円筒形のカイ型インペラー例撹拌槽内に供給して撹拌せ
しめたところ、平均粒径２〜３ｍｍの球形のペレッｊ〜
状粒子か得られた。

このセオライトー微生物複合ペレツ１〜をエアリフトエ
アレーション型の曝気槽に微生物と（）てのＭＬＳＳｊ
Ｍ度１５，０００〜２，０００＃１ｇ／ｆになるように
投入して、ＢＯＤ除去とＮ１−１３−Ｎの硝化を行なっ
た。運転開始後２週間経過したのち、目標とした処理水
質ずなわち溶解性ＢＯＤ１０＃ｌｆｆ／、ｅ以下、Ｎ＋
−＋３−Ｎ５ｍｇ／、ｅ以下を達成するための限界滞留
時間を調査１ノだところ１５〜２０分であり、イへめで
高速度にＢＯＤ除去と硝化か行なわれることが認められ
た。

なお、水実験でのペレッ１への流出はネジトを処理水出
目に張ることで容易に阻止できた。

以上の条件で、２ケ月間運転を継続したのち、初期に投
入した微生物ペレツｌへかエアレーションによる剪断力
によって破壊していないか目視によって観察したところ
、一部球状でなく、いびつな形になっでいたりするのが
あったか、特に箸しい破損は認められなかった。

むしろ、初期に投入したベレット粒子の周囲に、新たに
増りｈした微生物によるカプレル状の微生物皮膜の形成
さえ認められた。

実施例２ 実施例１の「団地下水の活性汚泥処理施設の余剰活性汚
泥（固形物濃度２．２％）に、粉末活性炭を４，０００
ｍｙ／ノ添加したのら、カチオン系高分子ｉ疑東剤（Ｔ
バグロース　Ｃ−１３４，）を〜１．０＃Ｉｇ／、ｅ添
加し、前記の造粒撹拌櫓において撹拌した結果、平均粒
径１．５〜２．５緬φ、黒褐色の球状ペレッ１へを得た
。

このペレッ１へを、前記の曝気槽にＭｌ　３３＝　８− １５．０００ｍ９／ノになるように投入し、し尿の無希
釈生物学的硝化１１；（窒素処理水の凝集沈澱上澄水を
処理した。

エアレーションタンクの滞留時間は６時間とし、３ケ月
間順致運転を行なった。その後１ケ月間の処理成績を次
表に示り゛。

原水　処理水 水温（°Ｃ）　　　　　　２３〜２５　　１９−２１Ｐ
ｉ−１６，６６，３ ＢＯＤ（ｍ！Ｉ／ア）１０〜１５０〜２ＣＯＤ　（ｍ！
ｇ／、ｅ＞　　６９〜７８　８〜１０丁−Ｎ（ｍｌ／〕
〉　　３３〜３６　３０〜３２色度（度）　　　　　　
７０〜８０　　１０〜２０「発明の効果」 ■　活性汚泥法におりる固液分離の雌点くバルキング、
キャリオーバー）が完全に解決できる。

■　生物膜法にお（プる不可欠要因である微生物イ」看
媒体か不要である。

したがって、媒体へのイ＋着能力の乏しい微生物に対し
ても特に問題がなく、採用可能でおる。

■　製造容易かつＴ葉面規模で大量生産に適した微生物
固定化法を提供でき、しかも固定化微生物の製造ロス１
〜が安価なので有価商品を生産しない廃水処理の分野に
も適用できる。

■　アンモニア″ｌ；Ｉ　（Ｎ　＋−１３−Ｎ　＞を含
んだ原水を生物学的に硝化する場合には、ゼオライト系
鉱物のＮ１−（４″−イオンの吸着能力と硝化菌の代謝
どの相乗効果によって安定した硝化機能が発現される。

■　生物処理槽におけるエアレーションによる水流の乱
れによっては、簡単に破壊しない強度を持つペレット状
固定化微生物が′！ＩＡ造できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来法どの微生物と本発明によるペレッ１〜状
微生物粒子の浮遊分散の状態を示す。 １・・・・・・微生物、２・・・・・・ゼオライ１〜．
３・・・・・・微生物−ゼオライド複合ペレット。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、あらかじめ培養した微生物の懸濁液に、粉末又は微
   粒子状のゼオライト系鉱物、又は活性炭を添加したのち
   、有機高分子凝集剤を添加し、撹拌することによつて凝
   集造粒せしめ、ペレット状の微生物−吸着剤の複合粒子
   を形成させ、該ペレット状複合粒子を生物処理槽に投入
   して、処理対象原水と好気的もしくは嫌気的条件下で接
   触することを特徴とする生物学的水処理方法。 ２、ゼオライト系鉱物としてゼオライト、クリノプチラ
   イト、クリストバライトなどの、アンモニアを吸着する
   鉱物を使用することを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の生物学的水処理方法。