JPH02227192A - 廃水処理方法 - 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、廃水処理方法に関し、更に詳細には従来の方
法では処理し得なかった高栄養廃水であって処理工程中
に高温となり生物処理が不可能であった難処理廃水をも
処理しうる新規な方法に関するものである。

したがって本発明は、廃水処理の技術分野のみならず、
例えば大豆処理工場、焼酎製造工場、ウィスキー製造工
場等から排出される極めて栄養価の高い高濃度廃液も効
率よく処理することができるので、食品工業、醸造工場
等においても非常に重要な働きをなすものである。

（従来の技術） 上記したような食品工場、醸造工場等から排出される廃
水は、可食性成分に富みしかもその濃度がきわめて高い
ために、たとえこれを多少希釈して河川に放流したので
は河川の高栄養化を起して河川は汚染されてしまう。ま
た、このような廃水を活性汚泥法によって処理しようと
しても、高濃度の栄養成分のために活性汚泥が充分にそ
の活性を発揮することができず、結局、活性汚泥法によ
っても充分な処理はできない。

微生物処理を試みても、大半の微生物はこれらの栄養分
を資化するどころか、高濃度の栄養分によって微生物自
体の生育が阻害されてしまうか、あるいは、自己が増殖
することによって発生する熱が蓄積し、その高熱によっ
て自己が増殖を阻害されたり甚しい場合には死滅してし
まう。

本発明は、このような廃水を処理するに当って、Ｋｌｕ
ｙｖｅｒｏｍｙｃａｓ属菌を使用するものであるが、こ
のような特定の酵母が栄養価に富んだ食品廃水の処理に
有効であること、しかも非常な高熱にも酎えうろことは
全く知られておらず、ましてやこのような酵母を上記し
たような難処理性廃水処理のために工業的に使用できる
ことにいたっては、その示唆すら知られていないのが技
術の現状である。

（発明が解決しようとする問題点） このような技術の現状に鑑み、本発明者等は、高栄養廃
液の工業的処理方法について、化学、生物学、物理学の
各方面から検討した結果、従来は成功に至らなかったも
のの、結局、微生物処理、特に酵母処理が最も可能性が
高いという知見を得た。

しかしながら、酵母を用いて処理すると、酵母は排水中
の汚濁物質を分解資化しながら増殖するが、この菌体増
殖に伴なう呼吸熱によって槽内液温が上昇し、酵母自体
の増殖が阻害され、場合によっては酵母が死滅してしま
うこともしばしばである。したがって、槽内液温を例え
ば３０〜３５℃程度に保持する必要が生じてくるが、そ
のためには強力な冷却装置ないしは大量の冷却水を使用
しなければならないという工業的に致命的な欠陥は避け
られない。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上記した欠陥を解決して冷却水の使用量を大
巾に減少せしめて、省エネルギー化をはかり、且つ貴重
な地下資源ないし水資源を大巾に倹約、節約する目的で
なされたものである。

上記目的を達成するために各方面がら検討した結果、酵
母処理が工業的な見地から最適であるとの観点にたち、
高温性且つ高栄養排水の処理能が高い酵母を新規にスク
リーニングする必要性を認めた。

そして、目的とする酵母が具備すべき具体的な条件を設
定するめに、高栄養廃液として味噌廃液を用い酵母をこ
れに接種して廃液処理を行ったところ、液温は５０℃に
まで上昇し、酵母は死滅してしまう、この液温を通常の
酵母の生育温度である３０℃程度にまで冷却するには、
極めて大量な冷却水ないしは強力な冷凍機が必要であっ
て、大量なエネルギーを要する。しかしながら、液温を
４０〜４５℃程度にまで冷却するのであれば、冷却水の
使用量も少なく必要なエネルギー量も少なくてすむクー
リングタワー等による処理で充分である。

したがって、冷却水の使用量を大巾に軽減するには、廃
液の温度を４０〜４５℃程度以下には冷却しない方が好
適ということになる。そこで、このような高温でも生育
できるのみでなく廃水処理能をも有する酵母をスクリー
ニングすることができれば、まさに理想的であって、所
期の目的がはじめて達成されることになる。

そこで本発明者らは、このような酵母をスクリニングす
る目的で、比較的高温条件下で採取したサンプルから４
０℃以上で生育する酵母を分離したところ、４６．８℃
でも増殖しうる酵母Ｊ−６７３株を分離することに成功
したのである。

ここに分離された菌株はクルイベロマイセス属（Ｋｌｕ
ｙｖｅｒｏｍｙｃｅｓ）酵母の菌学的性質を示し、且つ
凝集性を有しており、排水処理に有用であることを確認
した。そして更に研究の結果、他のクルイベロマイセス
属酵母にもすぐれたものが−あることを発見し、そして
更に研究を続け、遂に本発明の完成に至ったのである。

この分離株Ｊ−６７３株は、後記するように糖の資化性
１発酵性及びその他の性質について検討した結果、Ｔｈ
ｅ　Ｙｅａｓｔｓ、　ａ　ｔａｘｏｎｏｍｉｃ　５ｔｕ
ｄｙ　３ｒｄｅｄｉｔｉｏｎの記載からみて、耐高熱性
、凝集性及び廃水処理性以外は実質的にＫｌｕｙｖｅｒ
ｏｍｙｃｅｓ　ｍａｒｘｉａｎｕｓの菌学的性質を有す
ることが明らかとなった。

本発明においては、上記したクルイペロマイセス・マル
キシアヌスＪ−６７３のほか、クルイベロマイセスに属
する害菌が適宜使用され、その例としては例えば次のも
のが挙げられる： Ｋｌｕｙｖｅｒｏｍｙｃａｓ　ｍａｒｘｉａｎｕｓ　Ｉ
ＦＯ１０００５：　Ｋ、　１ａｃｔｉ、５ＩＦＯ１９０
３；同ＩＦＯ１２６７（ＡＴＣＣ８５８５）。

これらクルイベロマイセス属菌に関して、糖の資化性に
ついては以下の第１表に、そして、発酵性、その他の性
質については以下の第２表にそれぞれ示す。

第 １？ 表 つづき （Ｗ　：　ｗｅａｋ） 本発明における廃水処理は、各種廃水、高栄養廃水その
もの、その希釈液、あるいは濾過、遠心分離、化学的処
理等の前処理を行ったものに、クルイペロマイセス属菌
を接種して行う、クルイベロマイセス属菌は、純粋培養
して得た菌体、菌体を分離することなく種菌から大量培
養して得た培養物を使用してもよいし、実際に廃水処理
を行って大量増殖した菌体を返送して使用してもよい。

接種量は菌体１０′〜１０７ケ／社程度がよいが、培養
時間の長短によって接種量は変更される。培養条件は３
８〜４５℃程度が好ましい、培養は攪拌通気等、好気的
に行なわれる０本発明の処理において、必要とあらば酵
母の栄養剤としてリン源又は窒素源たとえば尿素等を添
加してもよい。

本発明によって処理された廃水は、そのまま河川に放流
することができるが、これを更に、従来より行われてい
る下水、汚水処理で再度処理することも可能である。

例えば、本発明菌体によって処理された廃水は、ＣＯＤ
、　ＢＯＤが５５〜６５％程度、ＴＯＣも４０〜６５％
程度除去されているが、これを他の廃水等と適宜混合し
た後、活性汚泥槽に送りこまれ、より有効にＣＯＤ、Ｂ
ＯＤ、　ＴＯＣ等が除去される。この際、廃液中に多量
存在する菌体は分離してもよいが、これらの菌体は特に
分離除去する必要はなく、直接、そのまま活性汚泥槽に
送り込んでも何ら差支えないし、またその方が廃水処理
操作上からも便利である。しかも活性汚泥処理槽に送り
込まれた酵母は活性汚泥の栄養源ともなって汚泥の活性
が高められ、構造体からの汚泥の剥離もなく活性汚泥処
理にきわめて好都合となり、有利である。

活性汚泥処理槽としては普通に使用されている、ラグー
ン、散水濾床などのようなものでも広く使用できるが、
使用に便利なのはハニカム等の構造体に活性汚泥を付着
させたタイプの活性汚泥処理槽である。

活性汚泥処理は菌体を含有させたまま散気管によって通
気しながら固定床に付着した活性汚泥帯を循環させて行
なわれる。

この際、自然沈降を待たずに凝集剤による凝集沈澱や遠
心分離機による遠心分離等によって強制的に微生物を分
離してもよいのは当然のことである。

凝集剤による凝集沈澱の処理方法としては常法が適宜使
用でき１例えば塩化第二鉄、ポリ塩化アルミニウムおよ
びポリアクリルアミドの併用による凝集沈澱法が有効で
ある。

この凝集沈澱法では菌体を含有した処理廃水を攪拌しな
がら塩化第二鉄を添加する。この添加によりＰＨは減少
するので苛性ソーダ等のアルカリ液によってｐＨを６．
５〜７．５、好ましくは７．０に調節する。このｐＨは
巨大フロック生成のための必要条件である。鉄イオンの
増加によりＣＯＤ残量は減少する。しかし多量の添加は
経済的ではなく、また鉄イオンの処理液残留を来すので
好ましくない、好適には第二鉄イオンで１００〜３００
ｐｐｗｔの濃度分の添加が必要である。

上記ＰＨ調節のもとてポリ塩化アルミニウムを１０％液
で廃水１イ当り２００〜３００ｍ！程度添加し、更にポ
リアクリルアミドを１０Ｐｐ履程度追加してフロックの
巨大化を行なわせる。生成されたフロックの定速沈降速
度は大きく５〜６ｍ／時であり、凝集沈澱によるフロッ
ク分離除去は十分に可能である。

得られた沈澱は濾過によって容易に分離される。

廃水の最終、ＣＯＤ、　ＢＯＤは大巾に低下し、そのま
ま放流できるようになる。

クルイベロミセス属菌は単用してもよいが。

必要に応じて各種の菌を同種内で又は異種間で併用して
もよい、併用の場合には、各画の混合培養物を予じめ調
整しておくと便利である。

（発明の効果） 以上詳述したように、本発明は、従来処理することが困
難であった高栄養廃水をも、Ｊ−６７３菌をはじめとす
る耐熱性クルイベロミセス属菌で処理することにより、
はじめて工業的に且つ大量に処理することを可能にした
ものであって、廃水処理、特に食品工場や醸造場の廃水
処理において極めて顕著な貢献をなすものである。

しかもこのようにして処理された廃水は、従来より広く
用いられている活性汚泥を破壊したりすることがないの
で、引続き１通常使用されている活性汚泥槽に導いて直
接処理することができ、はとんど完全に近いレベルにま
で低減することができるという著効が得られる。

したがって、本発明は、廃水、特に高栄養廃水の処理に
益するところきわめて大なるものがある。

また一方、本酵母を使用することによって、酵母槽の液
温か４５℃（−時的には５０℃でも可能）というような
高温での運転がはじめて可能となったのであり、その結
果、冷却水の使用量、冷却水の冷却温度、その他冷却手
段の大巾な省エネルギー化、節約が可能となったのであ
る。

例えば、処理槽の液温が５０℃に達した場合、通常の酵
母を使用するのであれば３０℃程度にまで強力に冷却し
なければならない、そのためには１強力な冷凍機等で使
用する必要があり、非常に大きなエネルギーを必要とし
、工業的な方法には適さない、このような従来からの酵
母を用いたのでは。

工業的な低コストの冷却手段であるクーリングタワー等
による冷却手段は適用することができず、工業化には全
く不適である。

これに対して本菌は４０℃もの高温でも廃水処理能を有
するので、処理槽の液温は３０℃のような低温にまで冷
却しなくてもよ＜４０℃程度にまで軽度に冷却すれば充
分である。４０℃程度に冷却するのであれば、上記した
ようにクーリングタワー等低コストの冷却手段が充分に
使用できるので、充分に工業化することができる。つま
り、クーリングタワー等で液温を下げれば冷却水を循環
使用することができ、ランニングコストの大巾な軽減が
はかれるからである。

しかも更に、決定的なことに１本酵母を用いることによ
って酵母槽液温４０℃程度での運転が可能となったので
、冷却水との温度差が充分に取れるため、冷却水として
低温の清水（工業用水）を必らずしも必要ではなくなり
、例えば、酵母処理の後に行う活性汚泥処理の汚泥を冷
却水としても使用することがはじめて可能となり（夏期
水温＝３０℃前後）、従来未知にしてしかも卓越した新
規効果が奏されるのである。

例えば、酵母処理１号槽、２号槽、曝気槽、沈澱槽、滅
菌槽を経て廃水を処理するシステムにおいて１例えば曝
気槽（液温：３０℃程度）から活性汚泥及び／又は処理
水を取り出してスパイラル冷却機等に通し、一方１号槽
からの廃液も該スパイラル冷却機に供給して熱交換を行
い、もって、１号槽内の廃液を４０℃程度に冷却保持す
ることができるのである。このように本発明によれば、
極めて低コストで、省エネルギー的に廃水を処理するこ
とが可能となったのである。

次に本発明の実施例について述べる。

実施例１ 坂ロフラスコに５０鳳ρの、芋焼酎、黒糖焼酎。

白糠焼酎、ウィスキーの各製造廃液、及び大豆煮汁をそ
れぞれ収容し、ｐＨを４．５に調整した後。

種培養液を添加し、液温を４０℃に維持しながら２日間
振とう培養した。

培養終了後、培養液を遠心分離し、得られた上澄液につ
いて各々のＴＯＣ除去率を検討し、第３表の結果を得た
。

第３表 Ｊ−６７３により処理した。

第４表 このように、本菌を使用すれば４０℃もの高温でも充分
に各種廃水を処理することができる。しかも４０℃に液
温を維持するのであれば、冷却手段としてはランニング
コストが低いクーリングタワーで充分であるので、水沫
は工業化に特に適していることが分る。

実施例２ 第４表に示した組成を有し、特にラクトース。

グルコース、ソルビトール、グリセロールに富んだ含乳
糖排水を、耐高温性でしかも乳糖資化性を有するクルイ
ベロマイセス・マルキシアヌス処理条件としては、処理
槽としてジャーファーメンタ−（１塁）を用い、ＰＨを
４．８にコントロールし、温度は４０℃に維持し、通気
量は１，０ＶＶＩＩとした。

処理は連続式で行い、４８時間滞留せしめた（Ｄ＝０゜
０２１ｈｒ−１）、得られた結果は第５表のとおりであ
る。

ＲＯＤ除去：平均ＢＯＤ　　１１５４５０ｐｐｍ　　　
５５％除去平均ＢＯＤｓｕｐ　　１２９７０ｐｐｍ　　
　６３％除去本発明によれば、高栄養排水を４０℃とい
う非常に高い液温で有効に処理することがはじめて可能
となり、高栄養排水について、工業的な大規模排水処理
システムが本発明によってはじめて確立できたといって
も過言ではない。

代理人　弁理士　戸　１）親　男 上記の結果からも明らかなように、ＣＤＯ及びＢＯＤの
平均値及び除去率は、次のとおりであって。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. クルイベロマイセス属に属し耐熱性、凝集性で且つ廃水
   処理能力を有する酵母を使用して廃水を処理することを
   特徴とする廃水処理方法。