JP2003205295A - 有機性廃水の処理方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】分離水による河川や海の汚染がく、しかも処理
が簡便で多大なエネルギーの消費やダイオキシンの発生
がなく、しかも分離水を放出できない地域での有機性廃
水の処理が容易である有機性廃水の処理方法を提供する
ことを目的とする。 【解決手段】有機性廃水を生物学的に処理する方法にお
いて、第一分解処理槽２内の有機性廃水に高温で増殖す
る複合活性微生物群を混合し、空気を吹き込むとともに
有機廃水を高温に維持し複合活性微生物群を増殖させ、
次いで第二分解処理槽３内で生物学的処理を進行させ、
固形分を分離した分離水を蒸発処理槽で蒸発させること
を特徴とする有機性廃水の処理方法及びそれを実施する
ための処理装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、有機性廃水の処理方法
とそれを実施するための装置、さらに詳しくは、有機分
を多く含む工業廃水、家庭から出る生活廃水又は動物の
糞尿等の廃水を簡便にかつ効率よく処理するための処理
方法及びそれを実施するための装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】食品製造工場などから出される有機分を
多く含む工業廃水や家庭から出る生活廃水、又は動物の
糞尿等の廃水の処理には従来、活性汚泥処理法が使用さ
れてきた。しかしながら、従来の活性汚泥処理法では排
水量の調整、汚泥の返送、沈殿分離、減菌等を厳しく保
守・管理する必要がありコスト高となる上に、汚泥処理
で分離した分離水に微量の有機物が混入し処理水の放出
量を多くすると河川や海などを汚染する問題があった。
また、従来の活性汚泥処理法では油などを多く含む廃水
の処理が困難であった。さらに、従来の活性汚泥処理法
では処理水の放流が困難な地域では、発生した汚泥を焼
却、脱水し、それを埋め立てて処分しているが、汚泥量
が多いと多大のエネルギーを必要するばかりでなく、焼
却、乾燥後の埋立地の確保にも重大な問題があり、また
汚泥の燃焼によるダイオキシンの発生の問題もあった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】こうした現状に鑑み、
本発明者等は、鋭意研究を重ねた結果、有機性廃水に空
気を吹き込むとともに高温で増殖する複合活性微生物群
を混合し、それを高温に維持しつつ複合活性微生物群を
増殖し、次いで生物学的処理を進行させることで、簡便
に、かつ効率よく有機性廃水が処理できること、さらに
前記生物学的処理を進行させた廃水から固形分を分離し
得られた分離水を飽和蒸気として蒸発させることで河川
や海の汚染がなく、しかも分離水を放出できない地域に
おいても有効に有機性廃水を処理ができることを見出し
て、本発明を完成したものである。すなわち

【０００４】本発明は、複雑な保守・管理を行うことな
く簡便に、かつ有効に有機性廃水を処理できる有機性廃
水の処理方法を提供することを目的とする。

【０００５】本発明は、有機性廃水の処理に基づく分離
水による河川や海の汚染のない有機性廃水の処理方法を
提供することを目的とする。

【０００６】本発明は、多大なエネルギーの消費やダイ
オキシンの発生のない有機性廃水の処理方法を提供する
ことを目的とする。

【０００７】さらに、本発明は、上記方法を実施するた
めの処理装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明は、有機性廃水を生物学的に処理する方法において、
第一分解処理槽内の有機性廃水に高温で増殖する複合活
性微生物群を混合し、空気を吹き込むとともに有機廃水
を高温に維持し複合活性微生物群を増殖させ、次いで第
二分解処理槽内で生物学的処理を進行させ、固形分を分
離した分離水を蒸発処理槽で蒸発させることを特徴とす
る有機性廃水の処理方法及び該方法を実施するための処
理装置に係る。

【０００９】

【発明の実施の形態】このように本発明は、有機性廃水
を第一分解処理槽に導入し、必要に応じて希釈したの
ち、高温で増殖する複合活性微生物群を混合し、液温を
高温に維持しつつ空気を吹き込み複合活性微生物群を増
殖させ、次いで第二分解処理槽で前記複合活性微生物群
の生物学的処理を進行させるとともに固形分を分離し、
得た分離水を蒸発処理槽で蒸発させる有機性廃水の処理
方法であるが、前記有機性廃水とは、食品製造工場など
から出される有機分を多く含む工業廃水、家庭から出る
生活廃水及び動物の糞尿廃等を含む廃水をいう。また、
高温で増殖する複合活性微生物群とは、３０〜５０℃の
環境で増殖する好気性微生物又はそれに嫌気性微生物を
組み合わせた微生物群、或は前記の微生物群にさらにこ
の微生物群によって生成した酵素を１種以上を含有する
群をいう。前記微生物群としては、バチルスズブチル
ス、ラクトバチルス、ストレプトコッカス、ニトロソモ
ナス、ニトロバクター、セルロモナス、バチルスケルフ
ォルミス、リゾープス、アルペルギスなどの２種以上か
らなる微生物群が挙げられ、好ましくはバチルスズブチ
ルスを主体としそれに他の微生物を組合わた微生物群が
よい。

【００１０】上記バチルスズブチルス（Ｂａｃｉｌｌｕ
ｓ ｓｕｂｔｉｌｉｓ）は自然環境下に広く分布するグ
ラム陽性桿菌に属する好気性又は通性嫌気性の枯草菌で
あって、１００℃までの耐熱性を有し、低分子の有機物
をよく分解し、ほとんどの糖やアミノ酸の単体まで有機
成分を分解する。分解生成物は酵素、乳酸菌、硝化菌に
よってＣＯ₂、Ｈ₂Ｏ、窒素に分解される。バチルスズブ
チルスはｐＨ５〜７の範囲で好適に増殖する。育成温度
は最低５℃から最高５５℃の範囲が選ばれる。

【００１１】ラクトバチルス（Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌ
ｕｓ ）はグラム陽性桿菌に属する嫌気性又は微好気性
の桿状乳酸菌であって、糖を発酵させて乳酸菌を生成
し、他の微生物の繁殖を抑える通性嫌気性菌である。酸
素の存在に関係なく育成でき、他の菌に見られらい強酸
化性下での育成が可能である。アンモニアが存在する
と、アンモニアラクテートとなって環境バランスが損な
われるのを緩和する。また、カルシウム類やリンをよく
利用する細菌である。

【００１２】ストレプトコッカス（Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏ
ｃｃｕｓ ）はグラム陽性球菌に属する偏性嫌気性状の
球状乳酸菌であって、カタラーゼ陰性を示す。

【００１３】ニトロソモナス（Ｎｉｔｒｏｓｏｍｏｎａ
ｓ）は亜硝酸細菌であって、アンモニアを亜硝酸に酸化
して育成エネルギーを得る細菌でアンモニアを硝酸に酸
化する過程の第１段階を受け持つ細菌である。

【００１４】ニトロバクター（Ｎｉｔｏｂａｃｔｅｒ）
は亜硝酸を硝酸まで酸化して育成エネルギーを得る硝酸
菌であってアンモニアを硝酸まで酸化する第２段階を受
け持つ細菌である。

【００１５】セルロモナス（Ｃｅｌｌｕｌｏｍｏｎａ
ｓ）は食物繊維を分解する細菌である。

【００１６】バチルスリケニフォルミス（Ｂａｃｉｌｌ
ｕｓ ｌｉｃｈｓｎｉｆｏｒｍｉｓ）はグラム陽性桿
菌に属する好気性又は通性嫌気性の耐熱性枯草菌であっ
て、耐熱性、耐アルカリ性があり栄養がなくても増殖で
き、大量の酵素を分離する。有機物、糖、脂肪、蛋白質
からアミノ酸を生成する。グルコース、キシロール、及
びマンニトールから酸を生成し、又は炭素源としてクエ
ン酸塩を利用し、澱粉を加水分解し、硝酸塩を亜硝酸塩
に還元し、カゼインを分解する。

【００１７】リゾープス（Ｒｈｉｚｏｐｕｓ）は真菌で
あってセルラーゼ、アミラーゼ等の多くの酵素を生成し
糖類をアルコールに分解し、又セルロースを分解する。

【００１８】アスペルギス（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ
）は真菌であって、有機物を分解して発酵させる。
又、発酵作用のほか、アミラーゼ、リパーゼ糖の酵素を
生成する。

【００１９】複合活性微生物群に配合される酵素として
は、上記微生物群によって生成されたプロテアーゼ、リ
パーゼ、セルラーゼ、アミラーゼ、ホスファターゼなど
が挙げられる。

【００２０】上記プロテアーゼは蛋白質をアミノ酸、グ
ルタミン酸、ペプチドによって形成し、加水分解する酵
素であり、リパーゼは脂肪を加水分解する酵素である。
また、ホスリパーゼは脂肪酸を切り離す酵素、セルラー
ゼは繊維質（セルロース、ヘミセルロース）を加水分解
する酵素、アミラーゼは澱粉やグリコーゲンを加水分解
する酵素、ホスファターゼはリン酸エステルの加水分解
する酵素である。

【００２１】本発明の処理方法では第一、第二分解処理
槽内の液温が３０℃〜５０℃に維持されるが、その加熱
手段としてはボイラーからの温水や蒸気の循環、電気ヒ
ータ又は熱風発生機からのブロアーなどが挙げられる。
また、分解処理槽に吹き込む空気量は少なくとも１ｍ³
当たり４００リットル／分であることが必要である。こ
の空気吹込量で分解処理槽内は曝気攪拌され、複合活性
微生物群は増殖し分解作用が進む。特に有機性廃水の量
又は有機物濃度が高い廃水の場合には１ｍ³当たり空気
を５００リットル／分以上を吹き込むのがよい。空気吹
込量が前記範囲未満では分解作用の進行が遅く処理能力
が低く好ましくない。前述のように分解処理槽内の処理
温度を高くし、かつ吹き込み空気量を多くすることで第
一分解処理槽では易分解性成分が分解及び／又は溶解さ
れ、第二分解処理槽ではさらに難分解性成分（セルロー
ス、ヘミセルロース）が分解及び／又は溶解される。特
に、有機性廃水が固形物（食品残渣）を含有する場合に
は、それを分解処理槽に導入する前に破砕するのがよ
い。

【００２２】上記第二分解処理槽内では複合活性微生物
群による生物学的処理が進行し分解作用が活発化する。
この処理を受けた有機性廃水から固形分を除去した分離
水は次いで蒸発処理槽に移送され、蒸発処理槽内の液温
を３０℃〜５０℃に維持しつつ、空気を１ｍ³当り４０
０リットル／分以上吹き込んで飽和水蒸気として蒸発す
る。蒸発処理槽では１ｍ²当り４０リットル／日以上が
蒸発されるが、より好ましくは蒸発処理槽の上部にシャ
ワー装置を設け、分離水を水面上に散布するのがよい。
これにより蒸発量は一段と増加する。さらに好ましくは
前記に加えて送風機を設置するのがよい。前記設置で１
ｍ²当り４５リットル／日以上の分離水が蒸発される。
前記第二分解処理槽から分離された固形分は大量の微生
物や肥料成分を含むことから、農作物の肥料や土地改良
剤として有効に使用できる。

【００２３】本発明の処理方法の実施においては、１日
に処理すべき有機性廃水等量と、有機性成分の分解量と
溶解量と蒸発量とを計算し、分解処理槽及び蒸発処理槽
の表面積を設定して分離水の蒸発を効率的にするのがよ
い。本発明においては、前述のように分離水は蒸発さ
れ、河川や海等に放流することがないので河川や海等の
汚染がなく、また、処理水の放流が困難な地域において
も有効に有機性廃水を処理することができる。

【００２４】本発明の処理方法を実施する装置は、有機
性廃水貯留槽、複合活性微生物を増殖する第一分解処理
槽、有機性廃水の生物学的処理を進行させ、かつ固形分
を分離する第二分解処理槽及び分離水を蒸発させる蒸発
処理槽を備える。有機性廃水の各処理槽への供給は搬送
ポンプにより行い処理槽内の加熱は各処理槽に設けた熱
交換用配管、ヒーター、熱風ブロアー等を介して行う。
特に蒸発処理槽には、循環ポンプ、配管及びシャワー装
置を設け分離水を水面上部から散布し蒸発の促進、消泡
を行うのがよい。さらに好ましくは、蒸発処理槽の上部
に送風機を設けるのがよい。これにより飽和水蒸気の槽
外への送り出しを容易にするとともに、分離水の水面負
荷が緩和され、蒸発が一段と進行し、短時間で分離水を
蒸発できる。そして前記分解処理槽は、水蒸気が蒸発し
易いように上部を開放型にするのがよい。

【００２５】

【実施例】次に本発明の実施例について述べるがこれに
よって本発明はなんら限定されるものではない。

【００２６】以下、本発明を図面に基づいて説明する。
図１において、１は貯留槽、２は第一分解処理槽、３は
第二分解処理槽、５はボイラー装置、６はブロワ装置、
８ａ〜８ｃは加熱配管、９ａ〜９ｃ及び１１ａ〜１１ｂ
空気配管、１０ａ〜１０ｂは移送配管であり、図２にお
いて、４は蒸発処理槽、８ｄは加熱配管、９ｄ及び１１
ｃは空気配管、１０ｃは移送配管、１２は散布ポンプ、
１３は散布配管及び１４は送風機である。有機性廃水は
貯留槽１に一時保管されたのち移送ポンプ７ａ及び移送
配管１０ａで第一分解処理槽２に移される。有機性廃水
は４０℃〜４５℃に維持され、バチルスズブチルスを主
体にし、これにラクトバチルス、ストレプトコッカス、
ニトロソモナス、ニトロバクター、セルロモナス、バチ
ルスケルフォルミス、リゾープス、アルペルギス、プロ
テアーゼ、リパーゼ、セルラーゼ、アミラーゼ、ホスタ
ファーゼを混合してなる複合活性微生物群が混合され、
空気が１ｍ³当り４５０リットル／分吹き込まれ曝気攪
拌され好気性環境となる。好気性微生物は活性化し微生
物が増殖し、易分解性成分は分解しガスを発生した。発
生ガスを分析したところ、炭酸ガス及び水蒸気の混合ガ
スであった。次いで移送ポンプ７ｂ及び移送配管１０ｂ
で前記有機性廃水を第二分解処理槽３に移送し、液温を
４０℃〜４５℃付近に維持しつつ、空気を１ｍ³当り５
００リットル／分吹き込み生物学的処理を進行させた。
第二分解処理槽３に送気するブロワ装置６を停止し、固
形分を分離し、固形分の上部水を移送ポンプ７ｃを用
い、図２の移送配管１０ｃで蒸発処理槽４に移送した。
該槽の液温を４０℃〜４５℃に維持しつつ空気を１ｍ³
当り４００リットル／分供給し、かつ分離水を散水ポン
プ１２を用いて散水配管１３から液面上部に散布した。
分離水は完全に蒸発し、分離水を外部に放出する必要が
なかった。さらに、送風機１４を回転させ風を液面上に
送ったところ蒸発時間が一段と短縮された。前記第二分
解処理槽内の分離水について病原性細菌の検査を行った
ところ大腸菌、サルモネラ菌、黄色ブドウ球菌等の検出
がなかった。また、分離した固形分を分析したところセ
ルロース、ヘミセルロースがほとんどなかった。

【００２７】

【発明の効果】本発明の有機性廃水の処理方法では、有
機性廃水等を分解処理槽において多くの空気の吹き込む
とともに、高温で増殖する複合活性微生物群を混合し、
該複合活性微生物群を活性化させることで有機性廃水を
処理したのち、分離水を蒸発させ除去することから分離
水の放流による河川や海等の汚染がない上に、河川や海
等に分離水を放流できない地域においても有効に、かつ
簡便に有機性廃水の処理ができる。さらに、分解処理槽
から分離した固形分には大量の微生物や肥料成分が含ま
れるので、農作物の肥料及び土壌改良剤として再利用が
でき、効率の良い有機性廃水の処理が実施できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の処理装置のうち第一、第二分解処理槽
の概略断面図である。

【図２】本発明の処理装置のうち蒸発処理槽の概略断面
図である。

【符号の説明】

１ 貯留槽 ２ 第一分解処理槽 ３ 第二分解処理槽 ４ 蒸発処理槽 ５ ボイラー装置 ６ ブロワ装置 ７ａ〜７ｃ 移送ポンプ ８ａ〜８ｄ 加熱配管 ９ａ〜９ｄ 空気配管 １０ａ〜１０ｃ 移送配管 １１ａ〜１１ｄ 散気管 １２ 散布ポンプ １３ 散布配管 １４ 送風機

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】有機性廃水を生物学的に処理する方法にお
   いて、第一分解処理槽内の有機性廃水に高温で増殖する
   複合活性微生物群を混合し、空気を吹き込むとともに有
   機廃水を高温に維持し複合活性微生物群を増殖させ、次
   いで第二分解処理槽内で生物学的処理を進行させ、固形
   分を分離した分離水を蒸発処理槽で蒸発させることを特
   徴とする有機性廃水の処理方法。
2. 【請求項２】複合活性微生物群がバチルスズブチルスを
   主体とし、ラクトバチルス、ストレプトコッカス、ニト
   ロソモナス、ニトロバクター、セルロモナス、バチルス
   ケルフォルミス、リゾープス又はアルペルギスから選ば
   れる少なくとも１つの微生物群を含有することを特徴と
   する請求項１記載の有機性廃水の処理方法。
3. 【請求項３】複合活性微生物群が上記微生物群に加えて
   該微生物群によって生成した酵素の少なくとも１つを含
   有することを特徴とする請求項１又は２記載の有機性廃
   水の処理方法。
4. 【請求項４】酵素がプロテアーゼ、リパーゼ、セルラー
   ゼ、アミラーゼ、ホスファターゼから選ばれる少なくと
   も１種であることを特徴とする請求項３記載の有機性廃
   水の処理方法。
5. 【請求項５】第一、第二分解処理槽及び蒸発処理槽での
   処理温度を３０〜５０℃に維持することを特徴とする請
   求項１記載の有機性廃水の処理方法。
6. 【請求項６】第一、第二分解処理槽及び蒸発処理槽への
   吹き込み空気量を１ｍ³当たり少なくとも４００リット
   ル／分とすることを特徴とする請求項１記載の有機性廃
   水の処理方法。
7. 【請求項７】有機性廃水を処理する装置において、複合
   活性微生物を増殖する第一分解処理槽と、有機性廃水の
   生物学的処理を進行させ、分離水を分離する第二分解処
   理槽と、分離水を蒸発する蒸発処理槽とを備えることを
   特徴とする有機性廃水の処理装置。
8. 【請求項８】蒸発処理槽が分離水を散布するシャワー装
   置を備えていることを特徴とする請求項７記載の有機性
   廃水の処理装置。
9. 【請求項９】蒸発処理槽がさらに送風機を備えているこ
   とを特徴とする請求項８記載の有機性廃水の処理装置。