JP2891850B2

JP2891850B2 - 廃水の処理方法

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Publication number: JP2891850B2
Application number: JP5147190A
Authority: JP
Inventors: 晃一持田
Original assignee: SOORAA JAPAN KK
Current assignee: SOORAA JAPAN KK
Priority date: 1993-06-18
Filing date: 1993-06-18
Publication date: 1999-05-17
Anticipated expiration: 2014-05-17
Also published as: JPH07984A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、有機物を始め、各種
の低分子、高分子物質等における廃水の処理方法の改良
に関する。更に詳しくは、廃水処理装置の始動運転時、
定常運転時、流入廃水の一時的な変動時に対処でき、消
臭効果も伴う廃水の処理方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば有機物廃水の処理方法の代
表的なものとして活性汚泥法があり、有機物の種類と組
成の特徴に応じて多数の変法が報告され、実施されてい
る。

【０００３】この方法の基礎は、微生物の呼吸と増殖に
よる有機物の酸化であって、多量の空気を供給して処理
速度を最大にすると共に、発生する多量の微生物を汚泥
として除去し、廃水中に溶解していた有機物を含まない
水として、放流するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】活性汚泥法で代表され
る生物学的処理法では、装置の運転を始動するに当り、
一般に「種汚泥」と称する種菌を移植する。これは廃水
の性状に応じて、類似の処理発生装置から発生する汚泥
を使用している。また特定の微生物が有効であると判断
されたときは、その微生物の培養液を使用している。

【０００５】しかし有機物廃水中では、該廃水の環境に
既に適合している他の微生物が圧倒的に多数を占めるた
め、種菌の微生物は、成育が抑制され、この新しい環境
内で死滅することが多い。従って、従来、かかる環境に
おいて種菌の微生物が優勢を占める様にするには、種菌
の増殖に、例えば１か月程の長期の日数を要するという
大きな欠点があった。また汚泥を使用する場合、その汚
泥につき有機汚濁物に対する吸着性を持たせて活性化さ
せる必要があるので、長期間酸素を十分に通してフロッ
クを形成しなければならなかった。すなわち従来の活性
汚泥法は、有機物廃水処理装置の運転を始動させるに
は、種菌の増殖とフロック形成に時間がかかり、廃水処
理の作業性及び処理効率の点で、大きな問題となってい
た。

【０００６】また廃水処理装置の経常的な運転中も、温
度、光、雑菌等の外的環境により、微生物の成育が阻害
され、必要な菌体量が得られなくなる等、菌体量の安定
供給の点で好ましくなかった。従来、この場合、現場に
増殖タンクを設置し、このタンク内で培地を用いて培養
し、液状の菌体をつくり、これを毎週或は毎日投入する
ことで対処していたが、菌体量の安定供給の点では問題
があり、また増殖タンクにおける作業は、処理装置の運
転の始動時と同様、時間と手間がかかり、作業性の点で
きわめて問題があった。また活性汚泥のフロック内に、
この液状の菌体を入れ込むことは容易ではなく、ほとん
どが上澄として放流されてしまうので、効率が悪く、微
生物の成育を正常に戻すには多量の菌体量を使用しなけ
ればならない問題があつた。

【０００７】さらにまた、廃水処理装置の経常的な運転
中には、廃水発生源の変動に起因して、流入量、成分、
温度、濃度等が変動し、さらには季節的な変動も加わ
り、水質がかなり変化することが多い。水質の変化は、
処理装置内の微生物に大きな影響を与え、処理能力の低
下、処理水の異常などの事態を起こす。

【０００８】これを回復するための手段として、従来、
廃水の流入の停止、曝気量の増大、汚泥の除去などを図
ったり、多量の液状菌体を投入し、順次継代培養するな
ど種々の手段をとっているが、通常、これらの手段をと
っても回復できないことも多く、また多量の液状菌体を
用いる場合は、培地も多量に必要で、大きな培養ンクを
必要とし問題であった。また廃水発生源の稼働を中止す
ることもあるが、実際には機械の稼働をとめることは困
難である場合も多い。従って、従来、廃水処理装置の経
常的な運転中に水質が変化した場合、これに有効に対処
することができる優れた方法が全くないのが現状であっ
た。

【０００９】また、従来の方法では、優勢に微生物が存
在し難い方法であったので、低分子物質、硫黄化合物、
アミン物質、酪酸や酢酸とアルコールとの混合物質等を
当該微生物で生物学的に分解することが困難であった。
従って消臭対策は隠蔽法や吸着法によるところとなり、
因って消臭効果の点で必ずしも満足できるものではなか
った。

【００１０】この発明の目的は、廃水処理装置の始動運
転時、経常的な運転時において、廃水処理の作業性及び
処理効率を大幅に向上することができ、水質変化時にお
ける処理能力の異常な低下に対しても有効に対処するこ
とができ、消臭効果の点でも優れている廃水の処理方法
を提供する点にある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】ところで従来の廃水処理
において作業性及び処理効率が乏しい原因は、既述の通
り、廃水処理槽中に既存する微生物が、高分子を加水分
解する微生物であり、これが大部分を占め優勢に存在
し、廃水処理能力を有する微生物の増殖を抑制している
点にあると考えられる。さらにまた、上記微生物の培養
液を廃水処理槽中へ加えて混合した場合、希釈されると
共に、フロックに入り込む前に、上澄液として外部へ排
出されてしまう点にある。従って、かかる廃水の環境下
では、益々低分子有機酸が増加していく。

【００１２】そこで本発明者らは、上記の問題点を解決
するため鋭意研究を行ったところ、廃水処理装置の始動
運転時、或は定常運転時、或は処理能力の変動による水
質変化時に、有機物を含有する廃水に、廃水処理能力を
有する微生物を移植した非流動性の水溶性ゲル塊を接触
させ、上記微生物を当該水溶性ゲル塊内部において上記
廃水の外的環境から遮断した状態で増殖せしめると同時
に、当該ゲル塊内部のこの微生物を、該水溶性ゲル塊の
外表面からの溶解を通じて、廃水に徐放的に放出してい
く処理方法を採用すれば、水質を速やかにもとの状態に
復帰させて解決できることを見出し、本発明を完成する
に至った。

【００１３】本発明の処理方法は、廃水処理装置が濾過
式、活性汚泥法式、散水濾床法式のいずれか又はこれら
の組み合わせにおいて使用することが好ましいが、限定
されるものではない。なお、微生物を移植した水溶性ゲ
ル塊は、廃水処理槽内や処理池、ろ床、濾過槽、パイプ
内等において廃水に適宜接触させる様に設置すればよ
く、接触方法は特に限定されない。廃水処理槽内で接触
させる場合は、水溶性ゲル塊を処理層内全体に分布させ
る必要はなく、一定箇所において該微生物の優勢な場所
が存在するだけで生態的に良好な場所となり効果があら
われる。

【００１４】なお廃水処理装置が汚泥沈降槽を付属して
いる場合は、該汚泥沈降槽の汚泥中または汚泥表面に、
廃水処理能力を有する微生物を移植したこの水溶性ゲル
塊を設置することが望ましい。

【００１５】本発明で使用する微生物は、有機物を炭素
源及び水素供与体として増殖するものであればすべて適
用されるが、特にロドバクター属、ロドシュードモナス
属、ロドスピリリウム属、クロマチウム属のうち少なく
とも１以上を含有する微生物が好ましい。

【００１６】また水溶性ゲル塊としては、ポリビニルア
ルコールなどの水溶性高分子や水溶性ケイ酸が望ましい
が、特に限定されない。ただ、本発明で使用する水溶性
ゲル塊は、水溶性であればどのようなものでもよいとい
うのではなく、廃水に直ちに溶解するゲル塊や、或は逆
に難水溶性のゲル塊であってはならない。廃水に直ちに
溶解するものであれば、廃水への溶解が微生物の増殖に
先行し、微生物がゲル塊中で増殖する機会を失うからで
あり、一方、不溶又は難溶、或は溶解が過度に遅延する
ゲル塊では、ゲル塊中での増殖は進行するが、増殖した
微生物が廃水中に放出し拡散し難くなるためである。要
するに、廃水に接触させ、上記微生物を当該水溶性ゲル
塊内部において上記廃水の外的環境から遮断した状態で
増殖せしめると同時に、当該ゲル塊内部のこの微生物
を、該水溶性ゲル塊の外表面からの溶解を通じて、廃水
に徐放的に放出し得る非流動性の水溶性ゲル塊でなけれ
ばならない。なお、かかる非流動性の水溶性ゲル塊を得
るには、例えばポリビニルアルコール等の水溶性高分子
の場合では、水酸基の数、分子量を調整する等で達成す
ることができる。

【００１７】

【作用】この発明は、廃水処理装置の始動運転時、有機
物を含有する廃水に対して、廃水処理能力を有する微生
物を移植した非流動性の水溶性ゲル塊を接触させ、上記
微生物を当該水溶性ゲル塊内部において上記廃水の外的
環境から遮断した状態で増殖せしめると同時に、当該ゲ
ル塊内部のこの微生物を、該水溶性ゲル塊の外表面から
の溶解を通じて廃水に徐放的に放出する廃水の処理方法
であるので、従来の様に、廃水処理装置の始動運転にあ
たって、事前に種菌を増殖する必要はなくなり、また汚
泥のフロック形成をまたなくても即座に廃水処理するこ
とができるので、作業性が大幅に向上する。

【００１８】また本発明は、廃水処理装置の定常運転時
に、廃水処理能力を有する微生物を移植したこの非流動
性の水溶性ゲル塊を接触させ、微生物を当該水溶性ゲル
塊内部において上記廃水の外的環境から遮断した状態で
増殖せしめ、該水溶性ゲル塊の外表面からの溶解を通じ
て廃水に徐々に放出させていく処理方法であるので、廃
水処理装置の定常運転時に処理能力が低下してきても、
同方法を使用すれば、従来の様に、現場に増殖タンクを
設置して液状の菌体をつくり、これを毎週或は毎日投入
する必要がなくなることから、作業性が大幅に向上する
と共に、菌体量を安定供給できる利点がある。また廃水
処理装置の始動運転時と同様に、当該微生物は、前記廃
水中に存在する他の微生物から成育を抑制等されずに自
己増殖の拡大が可能となり、容易に汚泥のフロックに入
り込むことができるので、従来のように、上澄みとして
放流されることもなく、菌量の歩留まりがきわめて高
く、従来に比して少量で効果を発揮する。

【００１９】また本発明は、廃水処理装置の経常的な運
転中に水質が変化するなどの異常事態が発生したとき、
当該廃水に、廃水処理能力を有する微生物を移植した非
流動性の水溶性ゲル塊を接触させ、上記微生物を、当該
水溶性ゲル塊内部において上記廃水の外的環境から遮断
した状態で増殖せしめると同時に、該水溶性ゲル塊の外
表面からの溶解を通じて廃水中に徐放的に放出する方法
であるので、従来の様に、廃水の流入の停止、曝気量の
増大、汚泥の除去等をしなくても、変化した水質の中
で、自己増殖し、有機物に対して有効な生物学的分解を
達成し得る。また従来の様に多量の液状菌体を投入する
必要がなく、大きな培養装置を設置する必要もないこと
から、菌量を著しく削減することができ、少量使用で作
業性、経済性が良好である。

【００２０】また本発明による方法によれば、従来の隠
蔽法や吸着法による消臭と異なり、臭気を発する低分子
物質、硫黄化合物、アミン物質、酪酸や酢酸とアルコー
ルとの混合物質等を、優勢に存在する微生物で有効に分
解することができる。

【００２１】

【実施例】図１はこの発明に係る有機物廃水の処理方法
の一実施例を示す工程図である。図において、１は原水
槽、２はスクリーン、３は有機物栄養微生物槽、４は計
量槽、５は廃水処理槽、６は汚泥沈降槽、７は汚泥貯槽
である。

【００２２】工場のプラントから出る廃水は、まず原水
槽１で受水した後、ポンプで圧送して、ろ布式のスクリ
ーン２にかけて、粗大な浮遊物質を除去する。次に、ス
クリーンを通った廃水は、有機物栄養微生物槽３へ送ら
れ、原廃水に含まれる高分子有機物は、ここで曝気して
好気性従属栄養細菌により、澱粉を糖類に、蛋白質をア
ミノ酸に、脂肪を酢酸、プロピオン酸等にまで分解させ
て微生物処理しやすい状態に処理する。次に、処理され
た廃水を、有機物栄養微生物槽３からポンプで圧送して
計量槽４で計量した後、廃水処理槽５に送る。

【００２３】廃水処理槽５では、汚泥を用いてブロアー
により曝気を行い、好気的条件下で有機物の吸着、吸
収、細菌質形成、細胞質の酸化等の生物化学的反応をさ
せる。特にこの実施例では、廃水処理能力を有する微生
物であるロドシュードモナス・カプスレタスからなる培
養液を、ポリビニルアルコールを主成分とする非流動性
の水溶性ゲル塊に移植し、これらの微生物が包括された
当該水溶性ゲル塊８を廃水処理槽５中の汚泥内に設置し
ているので、廃水処理能力を有する上記の微生物は、当
該水溶性ゲル塊内部において上記廃水の外的環境から遮
断した状態で増殖する一方で、水溶性ゲル塊の外表面か
らの溶解を通じ、廃水に徐放的に放出し拡散していくの
で、水溶性ゲル塊の周囲においては、他の微生物の数に
比して優勢を占めるに至り、増殖し易い領域を現出す
る。因って益々当該微生物の増殖は累積的に起り、増殖
領域は拡張していく。

【００２４】従ってこの廃水処理装置の始動運転時に、
上記微生物を充填した水溶性ゲル塊を投入した場合は、
即座に種菌となる微生物は水溶性ゲル塊内で自己増殖を
起こし、廃水内は早期に種菌の微生物が優勢を占めるこ
とになる。また、種菌となる微生物は水溶性ゲル塊内で
自己増殖を起こすため、汚泥のフロックが完全に形成さ
れる前に、曝気による好気性雰囲気下、既に生物学的な
処理は進行し、また汚泥のフロック形成後は、フロック
内に容易に入り込み、好気性雰囲気下、吸着された有機
物を生物学的に分解する。

【００２５】このように廃水処理槽５で処理された廃液
は、汚泥として汚泥沈降槽６に圧送し、この汚泥沈降槽
６において、廃水処理槽５で発生した多量の微生物を汚
泥として沈降させて除去し、上澄液を放流する。

【００２６】なお、汚泥沈降槽６に溜まった汚泥は、ポ
ンプ９によって返送汚泥として廃水処理槽５に帰還させ
るか、又は引抜汚泥として汚泥貯槽７に貯める。

【００２７】この装置を稼働している最中に、廃水処理
槽５における微生物の処理能力が低下してきた場合、始
動運転時と同様に、廃水処理槽５内に廃水処理能力を有
する微生物を移植した非流動性の水溶性ゲル塊を設置
し、微生物を水溶性ゲル塊内部において増殖せしめ、水
溶性ゲル塊の外表面から廃水に徐放的に放出する様にす
れば、廃水中に存在する他の微生物から成育を抑制等さ
れずに自己増殖の拡大が可能となる。なお水溶性ゲル塊
が廃水に完全に溶解したときは、微生物の供給は停止す
るので、必要に応じて新しい水溶性ゲル塊を加えれば、
直ちに新たな活動を始める位置ができ、いわゆるサテラ
イトの様な状態として存在するだけで対処することがで
きる。

【００２８】次に、上記の廃水処理装置を用いて、本発
明による処理方法と、液状の菌体を使用した従来の処理
方法とを、同一条件下で試験した。液状の菌体は、始動
運転時、初期使用量を１リットルの液状菌体／ｍ³槽容
積とし、現場で５００倍まで増殖し、その後、廃水にて
訓養化して試運転を行った。本発明では、光合成細菌を
移植した２００ｇ／ｍ³槽容積の水溶性ゲル塊を設置
し、廃水にて馴養化して試運転を行った。廃水中の汚泥
は１０００ｐｐｍである。

【００２９】その結果、液状の菌体を使用した従来の処
理方法では、現場での菌体の増殖には１か月程必要であ
り、しかもフロック形成に２週間程要していたが、本実
施例では当該増殖期間やフロック形成とは無関係に独立
して直ちに廃水処理を開始することができるので、ほぼ
４５日間、処理期間が短縮されることが認められた。

【００３０】次に、原水槽１中の原水、有機物栄養微生
物槽３中の廃水、汚泥沈降槽６から放流された処理水に
ついて、それぞれ、２１日間にわたって廃水処理装置の
始動運転時における経日変化を追跡した。図２は汚泥沈
降槽６から放流された処理水の生物化学的酸素要求量Ｃ
ＯＤ（ｐｐｍ）の経日変化を示すグラフ、図３は同処理
水の生物化学的酸素要求量ＣＯＤ除去率（％）の経日変
化を示すグラフ、図４は同処理水の浮遊物質量ＳＳ（ｐ
ｐｍ）の経日変化を示すグラフ、図５は原水及び有機物
栄養微生物槽３中の廃水の浮遊物質量ＳＳ（ｐｐｍ）の
経日変化を示すグラフ、図６は廃水処理槽中５の廃水の
平均溶存酸素量ＤＯ（ｐｐｍ）の経日変化を示すグラ
フ、図７は同槽廃水中の透視度（ｃｍ）の経日変化を示
すグラフである。

【００３１】なお、ＣＯＤ除去率（％）とは、有機物栄
養微生物槽３中の廃水から汚泥沈降槽６から放流された
処理水のＣＯＤの差を有機物栄養微生物槽３中の廃水の
ＣＯＤで除した値を示し、除去率が大きいほど良好であ
ることを示している。

【００３２】図２に示される様に、処理水のＣＯＤは試
運転開始初日から徐々に低下し、本発明の水溶性ゲル塊
を用いた方法による効果が現れていることが認められ
る。ただ、この時点においては廃水処理槽において有効
な汚泥のフロックが形成されていないため、４日目を境
に急激にＣＯＤが上昇した。そこで再度同量の同水溶性
ゲル塊を廃水処理槽中に設置した。その結果、図２に示
す様に、ＣＯＤは長期にわたって低下し続けた。

【００３３】なお、図示していないが、汚泥のフロック
は廃水処理槽中、約２週間後に形成されはじめたので、
これに伴い、定常運転時では、２ｇ／ｍ³槽容積程度の
水溶性ゲル塊を、１週間毎に同量設置した。その結果、
定常運転時では、２ｇ／ｍ³槽容積程度の水溶性ゲル塊
で有効に廃水処理し得ることが分かった。

【００３４】また臭いについても観察した結果、消臭効
果が顕著に発揮していることが認められた。

【００３５】なお、この発明は上記の実施例に限定され
るものではない。

【００３６】

【発明の効果】以上の様に、この発明は、廃水処理装置
の始動運転時、廃水処理装置の定常運転時乃至廃水処理
装置の水質変化時、当該廃水に、廃水処理能力を有する
微生物を移植した非流動性の水溶性ゲル塊を接触させ、
上記微生物を、当該水溶性ゲル塊内部において上記廃水
の外的環境から遮断した状態で増殖せしめると同時に、
該水溶性ゲル塊の外表面からの溶解を通じて廃水中に徐
放的に放出する方法であるので、従来の方法と異なり、
廃水処理の作業性及び処理効率が大幅に向上し、また処
理能力が低下しても、有効に対処でき、本来の性能に回
復することができる。

【００３７】また微生物の移植容量が僅かであるので、
菌体量を削減することができる外、運搬、取扱いも極め
て容易であり、また廃水で希釈されないため容易に適用
して増殖を開始し、安定供給を図ることができる。また
大きな培養装置を設置する必要もないので、経済性の面
でも優れている。

【００３８】また本発明による方法によれば、従来の隠
蔽法や吸着法による消臭と異なり、臭気を発する低分子
物質、硫黄化合物、アミン物質、酪酸や酢酸とアルコー
ルとの混合物質等を、優勢に存在する微生物で有効に分
解する効果をも顕著に発揮することから、当該技術分野
に資するところがきわめて大きい。

【００３９】なおこの発明は、有機物を含む廃水に対し
て有効に対処できる方法であるが、必ずしも当該廃水に
限定されず、他の成分を含む廃水であっても、微生物の
選択いかんで効果的に対処できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る廃水の処理方法の一実施例を示
す工程図である。

【図２】処理水のＣＯＤの経日変化を示すグラフであ
る。

【図３】処理水のＣＯＤ除去率の経日変化を示すグラフ
である。

【図４】処理水の浮遊物質量ＳＳの経日変化を示すグラ
フである。

【図５】原水の浮遊物質量ＳＳの経日変化を示すグラフ
である。

【図６】有機物栄養微生物槽における廃水の浮遊物質量
ＳＳの経日変化を示すグラフである。

【図７】廃水処理槽中における廃水の平均溶存酸素量Ｄ
Ｏの経日変化を示すグラフである。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】廃水処理装置の始動運転時、廃水に、廃水
処理能力を有する微生物を移植した非流動性の水溶性ゲ
ル塊を接触させ、上記微生物を当該水溶性ゲル塊内部に
おいて上記廃水の外的環境から遮断した状態で増殖せし
めると同時に、当該ゲル塊内部のこの微生物を、該水溶
性ゲル塊の外表面からの溶解を通じて廃水に徐放的に放
出することを特徴とする廃水の処理方法。
【請求項２】廃水処理装置の定常運転時、廃水に、廃水
処理能力を有する微生物を移植した非流動性の水溶性ゲ
ル塊を接触させ、上記微生物を当該水溶性ゲル塊内部に
おいて上記廃水の外的環境から遮断した状態で増殖せし
めると同時に、当該ゲル塊内部のこの微生物を、該水溶
性ゲル塊の外表面からの溶解を通じて廃水に徐放的に放
出することを特徴とする廃水の処理方法。
【請求項３】廃水処理装置の水質変化時、廃水に、廃水
処理能力を有する微生物を移植した非流動性の水溶性ゲ
ル塊を接触させ、上記微生物を当該水溶性ゲル塊内部に
おいて上記廃水の外的環境から遮断した状態で増殖せし
めると同時に、当該ゲル塊内部のこの微生物を、該水溶
性ゲル塊の外表面からの溶解を通じて廃水に徐放的に放
出することを特徴とする廃水の処理方法。
【請求項４】廃水処理装置が濾過式、活性汚泥法式、散
水濾床法式のうち少なくとも１以上の処理方法による請
求項１、２または３記載の廃水の処理方法。
【請求項５】廃水処理装置が汚泥沈降槽を付属している
場合において、該汚泥沈降槽の汚泥中または汚泥表面
に、請求項１、２または３記載の水溶性ゲル塊を設置す
る請求項１、２、３または４記載の廃水の処理方法。
【請求項６】微生物がロドバクター属、ロドシュードモ
ナス属、ロドスピリリウム属、クロマチウム属のうち少
なくとも１以上を含有する請求項１、２、３、４または
５記載の廃水の処理方法。