JPS63287599A

JPS63287599A - 水の浄化法

Info

Publication number: JPS63287599A
Application number: JP12102287A
Authority: JP
Inventors: Kinichi Kawamura; 川村　欽一
Original assignee: KOMATSUGAWA KAKOKI KK
Current assignee: KOMATSUGAWA KAKOKI KK
Priority date: 1987-05-20
Filing date: 1987-05-20
Publication date: 1988-11-24
Also published as: JPH0329479B2

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】（発明の利用分野）本発明は、工場廃水、生活廃水、汚染湖沼水、汚染河川
水などの脱窒、浄化の方法に関するものである。本発明
は、これら汚水のうち、比較的有機化合物が少なく、し
かも窒素濃度が高い水、例えば生物学的酸化により無機
化が進み、ＢＯＤが低くなった汚水の脱窒、浄化に特に
有効である。

（従来の技術）従来、各種工場廃水、生活廃水など汚水の処理には、化
学的、生物学的酸化法、凝集法、フローテーション法、
散水濾床法、回転接触板法、活性汚泥法、嫌気性処理法
など、いろいろな方法が、単独または組合せて用いられ
ている。しかしこれら従来の処理を行っても、また自然
に生物学的酸化が行われても、汚水中には相当量の窒素
分を含有することが多く、これは栄養塩として湖沼、河
川水域、海域に対して富栄養化による被害をもたらす。

これに対して適切な有機物が存在する場合は、これを還
元剤とし汚水中の硝酸塩、亜硝酸塩を還元して窒素ガス
として脱気することができるが、汚水の無機化が進んで
ＢＯＤが低い場合などは、脱窒が非常に困難となる。そ
のような場合、従来の汚水処理プロセスでは、有機炭素
源としてメタノールを添加して脱窒を促進する方法が行
われている。

（発明が解決しようとする問題点）ところが汚水にメタノールを添加する場合、メタノール
は好気性条件下で、Ｃ５化合物資化性徴生物あるいはメ
チロトローフと呼ぶ一群の微生物のみに利用され、主と
して硝酸還元菌によって嫌気的条件下で起こる脱窒に直
接関与することはない。したがって脱窒促進剤としての
メタノールは非常に限定されたものである。即ち好気的
な部分、例えば汚水の表層部分において、資化され別の
有機物に変化した後、脱窒に利用されるため、時間がか
かること、およびスカム（浮遊している菌体凝集物）が
多量に生成するという難点がある。またメタノールは引
火性であること、有毒であることによっても取扱い上好
ましくない。

本発明者らは、上述の問題点を解決するため、多数の有
機化合物について実験を重ね、鋭意研究の結果、本発明
を完成したものであって、本発明の目的とするところは
、汚水に対して際立った脱窒・浄化を短時間内に施すこ
と、特にＢＯＤが低く且つ含窒素量の大きい水の脱窒を
効果的に行なうことにある。他の目的は、通常、汚水の
脱窒に際して生ずるスカムの発生を抑制せんとするにあ
り、さらに別の目的は、ＢＯＤやＣＯＤを増大せしめる
ことな（、また毒性、安全性の点でも問題がなく、取扱
上有利な、水の脱窒促進剤を提供するにある。

（問題点を解決するための手段）上述の目的は、脱窒性生物を含有する汚水に、フマル酸
、クエン酸、コハク酸、イソクエン酸、マロン酸、マレ
イン酸、乳酸、ピルビン酸、シュウ酸、およびこれらの
塩類、並びにイノシトール、エタノール、キシリトール
よりなる群から選ばれた少なくとも１種の有機化合物（
以下、「フマル酸等」という）を添加することを特徴と
する水の浄化法によって達成される。

本発明方法に使用する「フマル酸等」は、合成法、発酵
法のいずれにより生産したものでもよく、例えばフマル
酸やクエン酸の発酵母液など、「フマル酸等」を含有す
るものも使用できる。

かかる「フマル酸等」のうち、特に好適なものとしては
、フマル酸、クエン酸、コハク酸、イソクエン酸、マロ
ン酸、マレイン酸、およびそれらの塩類が挙げられ、就
中、フマル酸またはその塩類は最も好ましい。

本発明方法は、上述の従来の各種汚水処理法と併用ある
いは組合わせて、または単独、例えば土壌による汚水処
理というような方式で、水処理に供することができる。

本発明における脱窒性生物は、土壌、汚泥などに含まれ
る脱窒菌などの微生物、その他で、嫌気的条件下に硝酸
や亜硝酸を還元して窒素ガスにして放出する、いわゆる
硝酸呼吸を行なうもので、本発明により添加された「フ
マル酸等」を資化することによって、汚水の脱窒作用ま
たはその促進を示す生物である。これらは一般の土壌、
活性汚泥、湖沼、海洋等に広く生息し、例えば、シュー
ドモナス・デニトリフィカンス（Ｐｓｅｕｄｏｓｏｎａ
ｓｄｅｎｉｔｒｉｆｉｃａｎｓ）　、シュードモナス・
ストウラエリ（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ　５ｔｕｔｚｅ
ｒｉ）、パラコツカス・デニトリフィカンス（Ｐａｒａ
ｃｏｃｃｕｓ　ｄｅｎｉｔｒｉｆｉｃａｎｓ）、ミクロ
コツカス・デニトリフィカンス（Ｍｉｃｒｏｃｏｃｃｕ
ｓｄｅｎｉｔｒｉｆｉｃａｎｓ）、アルカリゲネス・フ
ェカリス（Ａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓ　ｆａｅｃａｌｉｓ
）などが知られている。

汚水の脱窒・浄化に対して有効な「フマル酸等」の添加
量は、汚水中の窒素濃度１００ｐｐ１１１に対して「フ
マル酸等」の濃度が炭素換算量で５〜２．０００１）ｌ
）Ｉｌｌ　％特に８０〜８００ｐｐｍが好ましい。

（作　用）本発明方法において、脱窒性生物は、それを含有する汚
水に「フマル酸等」を加えることにより、際立った脱窒
作用を示す。特に、活性汚泥法等において硝化後の無機
体窒素、ＮＯ３塩、ＮＯｘ塩を窒素ガスとして脱窒する
作用が迅速且つ顕著である。

本発明方法は、活性汚泥法のみならず土壌による水処理
において「フマル酸等」を添加することにより、汚水の
脱窒・浄化、またはその促進に極めて有効に作用するこ
と、廃水処理場などで通常生じるスカムの発生の顕著な
抑制作用が見られること、さらに添加によりＢＯＤやＣ
ＯＤの増大などがなく、しかも環境浄化上不都合がない
、など数々の優れた作用がある。

本発明方法の優れた作用に関し、その機作は充分詳かで
はないが、脱窒性生物による［フマル酸等」の資化作用
は嫌気的条件下で直接的に行なわれるため頗る迅速であ
り、また資化による脱窒性生物のＡＴＰ獲得および生合
成が旺盛となることと相俟って脱窒作用が相乗的に活溌
化するものと思われる。

（実施例）以下、本発明の実施例をその比較例とともに述べる。

実Ｌｌ生Ｌ５００　ｍｌの三角フラスコに、最終的にＮＯ，塩の濃
度が窒素換算で１１００ｐｐ、汚泥濃度が１０％（Ｖ／
Ｖ）、フマル酸濃度が０．０５％（Ｗ／Ｖ）　（炭素換
算濃度、２０７ｐｐｍ）になるように、人工汚水の成分
（牛肉エキス２０　ｐｐｍ、ペプトン３３ｐｐｍ　、リ
ン酸２水素カリウム２ｐｐｌＩ＋、残部硝酸ナトリウム
）、汚泥、フマル酸、水をそれぞれ入れて、フマル酸、
汚泥添加汚水を調製した。、塵が入らぬように薬包紙で
口を覆い、２５℃で培養、経時的にＮＯ３、Ｎｏ□の分
析を行った。

此ｔけ［」二Ｌフマル酸の代りにメタノールを０．０５％（Ｗ／Ｖ）（
炭素換算濃度、１８８ｐｐｍ）添加する以外は、実施例
１と全く同じ条件で、メタノール、汚泥添加汚水の調製
、培養、分析を行った。

１較■−ＬＬフマル酸を添加しないこと以外は、実施例１と全く同じ
条件で汚泥添加汚水の調製、培養、分析を行った。

上記実施例および各比較例の結果を第１表に示した。表
中の数字はすべて窒素換算濃度をｐｐｍで表わしたもの
であり、Ａ、８２回の測定値とその平均値とを示す。こ
の結果から活性汚泥法における脱窒に及ぼすフマル酸の
添加効果が著しく大であることがわかる。

２および　へ　２ＮＯ３塩濃度を窒素換算で５０〜１５０ｐｐｍとした人
工汚水に、汚泥１０％（Ｖ／Ｖ）とフマル酸とを加えた
もの（実施例２）と、汚泥ｌＯ％（Ｖ／Ｖ）のみ加え、
フマル酸を加えないもの（比較例２）とを各々フラスコ
内に調製した。各フラスコ内の空気をアルゴンガスで置
換して酸素がない状態にし、３０°Ｃで２４時間、同一
条件で嫌気的に培養、汚水のＮ０ｆｆ濃度に対するフマ
ル酸添加の影響を調べた。

結果は第２表のとおりで、フマル酸を加えることによっ
て、汚水の窒素含量が高くなっても窒素ガスとなって脱
窒される比率は高く維持されることがわかる。

実財１１１フラスコ中に水田土壌を加え、これに土壌乾±１００ｇ
当り、水２２２　ｍｌ、ＮａＮＯ３を窒素換算で９．１
５Ｂ（水に対すルＮａＮＯｓ　（Ｄ窒素換算濃度４１．
２ｐｐｍ）　オヨびフマル酸を加えた。フラスコ内の空
気をアルゴンガスで置換して空気のない状態にし、３０
°Ｃで２４時間嫌気的に培養した。添加したフマル酸量
と、原水中ＮＯ３の窒素換算濃度に対する、窒素ガスと
して水から脱窒される窒素の比率との関係を調べた。結
果を第３表に示す。

第３表この結果かられかるように土壌中の脱窒菌とフマル酸と
によって、汚水の脱窒が促進され、しかもフマル酸を相
当多量に加えても悪影響が出ない。

止較皿主フマル酸の代りにメタノールを添加する以外は前記実施
例３と全く同じ条件でサンプルを調製し、これを同様に
嫌気的に培養し、メタノール添加量と脱窒率との関係を
調べた。結果を第４表に示す。

第４表上表の結果かられかるように、嫌気的条件下でメタノー
ルは、脱窒を促進しない。メタノールが実際の処理で、
ある程度の効果があるのは脱窒の基質になるのではなく
、間接的に効くものであると考えられる。一方実施例３
との比較でわかるように、フマル酸は嫌気的条件下で直
接脱窒を促進し、優れた脱窒性を示す。

皇施■土濃厚な汚水は塩類濃度が高いことが多い。本発明におい
ては高濃度の塩類が共存してもほとんど問題が生じない
。

Ｎ０３塩を窒素換算濃度で１３０ｐｐ噌、食塩０〜９６
０ｐｐｍ　、汚泥１０％（Ｖ／Ｖ）　、フマル酸を炭素
換算濃度で１８６ｐｐｍ、フラスコ内の水に添加した。

フラスコ内の空気をアルゴンガスで置換して酸素がない
状態とし、３０°Ｃで２４時間嫌気的に培養したあと、
脱窒率を測定した。結果を第５表に示す。

第５表上表の結果から明らかなように、共存する塩類濃度が約
５００ｐｐｍ＋程度迄は、本発明の効果は変わらず、さ
らに食塩濃度が増大すると若干の低下を示すが、実質的
に障害はない。

５および　へ　５実施例１、比較例１−２の実験における脱窒がほぼ終了
した時点の処理水のＣＯＤを調べた。

処理水を０．０２μ糟のフィルタで濾過し、稀釈して５
０ｍ１にした。これを三角フラスコに入れ、０．ＯＩＮ
　ＫＭｎＯ４ｆｏｗｌを加え、５分間煮沸後、０．ＯＩ
Ｎ　ＮａｚＣｚＯ４１０＋＋＋１を加え、０．ＯＩＮ　
ＫＭｎＯｓで滴定した。結果は第６表の通りであった。

第６表上表の結果から明らかなようにフマル酸の添加によるＣ
ＯＤの増大は認められない。

６　　　　６ＪｆＬＬ７ム−Ｌ較朋ｊ−実施例３と同様
にして、ただフマル酸の代りに、フマル酸以外の本発明
の有機物、及び本発明以外の有機物を添加して、各々同
一条件で３０℃２４時間嫌気的に培養し、添加有機物量
と、原水中ＮＯ，の窒素換算濃度に対して窒素ガスとし
て水から脱窒される窒素の比率（脱窒率）との関係を調
べた。

結果を第７表に示す。表中の数字は脱窒率をパーセント
で表示したものである。この結果かられかるようにフマ
ル酸以外の本発明に適用される有機化合物は、フマル酸
の場合と類似した挙動を示し、高い脱窒率が得られた。

また添加する量を多くしても脱窒率に影響を及ぼさない
。−力木発明以外の有機物は、いずれも脱窒率が低く、
しかも添加量が多くなると逆効果が表われ、脱窒率は低
くなる傾向が見える。

なお、グルタミン酸の場合は脱窒量が大であるが、これ
は添加したグルタミン酸中のアミノ態窒素も、生化学的
反応で、最終的に窒素ガスとなって脱窒されるため、脱
窒率が大となるものであり、本発明の添加物には属さな
い。

（発明の効果）本発明は、各種汚水、特に有機質が少なく窒素濃度が高
い汚水、例えば、生物学的酸化によりＢＯＤが低（なっ
た汚水などに「フマル酸等」を加えることにより迅速且
つ著しい脱窒作用を示し、しかもスカムの発生を抑制し
、ＢＯＤやＣＯＤの増加等の不都合を起さない極めて有
効な汚水の浄化法である。さらに本発明方法に適用され
る有機化合物は発酵工業の副生物あるいは合成物質とし
て比較的安価且つ容易に入手可能であるとともに、毒性
を示さないこと、あるいは引火性でないことなどの点か
ら取扱上有利であり、各櫨工場廃水、生活廃水などの汚
水処理または富栄養化された湖沼、河川、海洋などの処
理に利用して、環境保全や、魚貝類藻類等の水棲動植物
の保護に資することができる。

Claims

【特許請求の範囲】

１、脱窒性生物を含有する汚水に、フマル酸、クエン酸
、コハク酸、イソクエン酸、マロン酸、マレイン酸、乳
酸、ピルビン酸、シュウ酸、およびこれらの塩類、並び
にイノシトール、エタノール、キシリトールよりなる群
から選ばれた少なくとも１種の有機化合物を添加するこ
とを特徴とする水の浄化法。