JPH05111694A - 有機廃水の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明の目的は、光合成細菌を用いて超高濃度
の有機物を含む廃水を処理することにある。 【構成】光合成細菌菌体を多孔質担体に吸着せしめるこ
とにより、捕食菌から保護するとともに副生菌体の沈降
性を改良する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は食品工場廃水、羊毛洗浄
廃水、し尿含有廃水等の有機物を含む廃水を処理する方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】有機物即ちＢＯＤ成分を含む廃水を処理
する方法としては、従来から活性汚泥法が採用されてい
る。この方法は廃水中に含まれるＢＯＤ成分を活性汚泥
構成する微生物によって分解除去するものである。しか
しながら、上記活性汚泥法が適用可能な廃水のＢＯＤ濃
度は高々１０００ppm 程度のものであり、食品工場廃水
のような高濃度でＢＯＤ成分を含有する廃水には直接的
に適用することは出来なかった。また排出される余剰汚
泥に対しても脱水乾燥後焼却処分する以外に有効な利用
手段がなかった。

【０００３】上記活性汚泥処理に代わるものとして、最
近光合成細菌を利用した有機廃水の処理方法が提供され
ている（例えば特公昭４５−１２６３１号、特公昭４５
−２８２３４号、特公昭４６−１８６７０号、特公昭５
０−２７６６８号）。この方法ではＢＯＤ濃度が数千pp
m と云う高濃度有機廃水でも処理することが出来、また
処理過程で副生する菌体は凝集沈澱法によって分離して
肥料や飼料等に有効利用することが可能である（特公昭
４５−１４０９１号、特公昭４７−１６７７２号）。

【０００４】更に有機廃水を光合成細菌と、該光合成細
菌と共生関係を示す特定の菌体との混合物で処理するこ
とにより、極めて高い浄化作用が得られることも見出さ
れている（特公昭５３−１９６７３号）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の方法にあっては光合成細菌と共生菌とをあらかじめ
曝気槽で種培養し、曝気槽液を光合成細菌優勢フローラ
ーにするためには３０〜４５時間の馴養期間が必要であ
り、その間管理費用も高額なものとなっていた。

【０００６】更に上記したように光合成細菌による有機
廃水処理では副生菌体の有効利用が可能であるが、副生
菌体の分離を凝集沈澱法によって行なうために沈降した
ケーキの分離、脱水、乾燥、更に肥料にする場合には土
壌の単密化を防ぐために発酵等の手間のかゝる処理が必
要であった。

【０００７】更にまたＢＯＤ１０，０００ppm 以上の超
高濃度有機廃水の処理では凝集沈澱性が悪く、特にリグ
ニン、タンニン等の難分解性有機物を含有する廃水処理
ではＣＯＤ除去が完全に行なわれにくゝ、結果として光
合成細菌による有機廃水処理方法では高々数千ppm のＢ
ＯＤ濃度の有機廃水にしか適用出来ないと云う問題点が
あった。また更に光合成細菌は処理槽中でも捕食菌によ
り捕食されるので、従来は処理効率を所定のものに維持
するため、処理中に光合成細菌の補充が必要であった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記従来の課題
を解決するための手段として、有機廃水に光合成細菌菌
体の多孔質担体吸着物を添加する有機廃水の処理方法を
提供するものである。

【０００９】〔光合成細菌〕本発明に用いる光合成細菌
とは光エネルギーを用いて光無機栄養または光有機栄養
によって成育する細菌であり、本発明ではロドスピリラ
ム，ロドプシュードモナス等のロドスピリラム属、クロ
マティウム，エクトチオロドスピラ等のクロマティウム
属、クロロビウム，プロステコクロリス等のクロロビウ
ム属、クロロフレクス，クロロネマ等のクロロフレクス
属の何れに属する細菌も使用可能であり、具体的に例示
すれば、ロドシュードモナスカプスレタ（Rhodopseudom
onas Capsulata 微工研菌寄第８７９号），ロドシュー
ドモナスシュフェリデス（Rhodopseudomonas shherides
発酵研菌株第１２２０３号），ロドスピリラムルブラ
ム（Rhodospirillum rubrum 微工研菌寄第８７８号），
クロマチュームビノサム（Chromatium Vinpsum 微工研
菌寄第８７０号）が挙げられる。

【００１０】〔多孔質担体〕本発明で用いられる多孔質
担体とは活性炭、ゼオライト、パーライト、珪藻土、セ
ラミック焼結体等であるが、吸着能の大きな点では活性
炭が好ましく、また活性炭のうちでは複雑な分枝構造の
孔を有するビート炭が好ましい。

【００１１】〔吸着〕光合成細菌菌体を多孔質担体に吸
着せしめる方法としては、純粋培養した光合成細菌を含
む液に多孔質担体を分散させればよい。また処理の対象
である有機廃水に直接光合成細菌と多孔質担体とを添加
してもよい。光合成細菌と多孔質担体との混合比率は通
常容量比として１：１〜３：１程度とする。

【００１２】〔廃水処理〕本発明に適用される廃水とし
ては、食品工場廃水、羊毛洗浄廃水、し尿含有廃水、有
機合成工場廃水、合成樹脂工場廃水、含油脂廃水等種々
の有機物を含有する廃水であり、ＢＯＤ成分が１０，０
００ppm 程度の超高濃度有機廃水に適用可能である。上
記光合成細菌菌体を吸着した多孔質担体は、上記廃水に
対し通常総菌体量が０．００５〜０．０１５容量％、多
孔質担体が０．００２〜０．００８容量％程度になるよ
う添加されるが、該多孔質担体の添加量は勿論廃水のＢ
ＯＤ濃度を考慮して決定されるべきである。上記廃水処
理においては乳酸菌、酵母、サッカロマイセス、カンジ
ダ、アスペルギルス、リゾプス等光合成細菌と共生して
浄化作用を高めるような細菌を共存させてもよい。

【００１３】上記光合成細菌菌体を吸着した多孔質担体
を添加した廃水は明所または暗所で好気的に処理され
る。そして処理後は該多孔質担体を菌体とともに濾過、
遠心分離等により補集し、所望なれば更に脱水乾燥等を
行なう。上記補集物は特に土壌改良剤、肥料等に特に有
効である。

【００１４】

【作用】多孔質担体に光合成細菌菌体を吸着させると、
該菌体は該多孔質担体の孔内部に入る。例えばビート炭
の場合はマクロ孔、マクロ孔から分枝する中間孔、中間
孔から更に分枝するミクロ孔と云う複雑な分枝構造の孔
を有しているが、該菌体の大きさは０．１〜１ミクロン
であり、ビート炭の２０ミクロン以下の孔深部にまで進
入する。そうすると光合成細菌の捕食菌の大きさは２０
〜２００ミクロンであるから、光合成細菌菌体の存在す
る上記２０ミクロン以下の孔深部にまでは進入出来ず、
したがって該菌体は捕食菌から保護され、多孔質担体に
吸着され孔内に進入する有機物は極めて効率よく速やか
に分解される。

【００１５】また多孔質担体に吸着された有機物は上記
のように該菌体により速やかに分解され脱着されるか
ら、該多孔質担体の吸着能力も長期間持続する。更に活
性炭を多孔質体とした場合には脱色作用もありＢＯＤ成
分のみならずＣＯＤ成分も減少させることが出来る。

【００１６】更に多孔質担体は孔内に空気を含有してい
るので（活性炭の場合は約２０％）、処理液中の溶存酸
素量を高めるから処理液への曝気量を削減出来る。

【００１７】更に多孔質担体は凝集沈澱の際の核となる
から、沈降速度が極めて速くなり、ＢＯＤ１０，０００
ppm 以上の超高濃度有機廃水においても沈降分離が円滑
に行なわれるようになり、かつ凝集沈澱槽の容積も縮小
することが出来るし、凝集剤の添加量も大巾に削減（従
来の１／３）出来る。その結果本発明では補集物は、粘
着性が著しく、嫌気性になって菌体が死滅する従来の補
集物に比して、粘着性が殆どなく好気性であって菌体は
多孔質担体の孔内で生きた状態にある。

【００１８】このような補集物はしたがって土壌改良剤
や肥料として用いた場合、多孔質担体によって土壌の団
粒構造を助長し、通気性、保水性、保肥力、緩衝作用等
を向上せしめる。そして光合成細菌による硫化水素の消
化作用により田畑の老朽化を阻止し、菌体中に多量に含
まれる蛋白質、アミノ酸、核酸、紅色や緑色の色素等は
植物の栄養源や成長因子として作用する。

【００１９】

【実施例】

〔実施例１〕ＢＯＤ濃度１２，０００ppm を示す食肉加
工工場廃水を対象とし、光合成細菌としてロドシュード
モナスカプスレタ（微工研菌寄第８７９号）を用い、活
性炭としては粉末活性炭（ビート炭）を用いて次の通り
の処理を行なった。先ず食肉加工工場廃水を曝気槽に導
入し、これにあらかじめ純粋培養した光合成細菌を遠心
分離して回収し、濃縮菌体として活性炭に含浸させた
後、廃水全水量に対し、０．０１％（総菌体量）の容量
比、活性炭は０．００５％の容量比にして曝気槽に投入
し、エアレーションを開始した。ＢＯＤ容積負荷量は３
Kg／ｍ³ ／日と従来法の１．５倍の高負荷容積、標準活
性汚泥法（０．５Kg／ｍ³ ／日）に比しては６倍以上の
高負荷で運転した。処理後の上澄液のＢＯＤ値は８０pp
m と極めて優れた結果を得た。更に上澄液を二次処理と
して活性汚泥法で浄化した結果、ＢＯＤ５ppm と云う刮
目すべき結果を得た。なお比較のために本発明者等が公
表した共生微生物利用による処理法と同一条件で処理を
行なったところ、共生微生物処理水は２４０ppm で、そ
の上澄液を活性汚泥法で二次処理した結果、ＢＯＤ２５
ppm であり、本発明では明らかに改善されたことを確認
した。

【００２０】〔実施例２〕食品工場廃水で特にＢＯＤの
高い豆腐工場から排出される豆乳廃水について、本発明
の実施を行なった。豆乳廃水とは豆乳に凝固剤（塩化マ
グネシウム、硫酸カルシウム、グルコノデルタラクトン
等）を投入後凝固部分を圧縮して豆腐を得た残りの液体
である。したがって豆乳廃水は凝固しなかった可溶性蛋
白質、ペプタイド、アミノ酸、糖質、無機塩類等を含有
して白濁しており、腐敗するのが極めて早い。豆乳廃水
の性状はＢＯＤ１３，５００ppm ，ＣＯＤ７６００ppm
，ＳＳ１８００ppm であり、上記廃水を対象にし光合
成細菌はロドシュードモナススフェロイデス（発酵研菌
株第３２０５号）を用い、活性炭としては粉末活性炭
（ヤシガラ炭）を用いて次の通り処理を行なった。先
ず、上記豆乳を処理槽に導入しあらかじめ純粋培養した
光合成細菌を遠心分離して濃縮菌体１％を回収した。こ
の菌体を粉末活性炭に含浸させて曝気槽に投入した。

【００２１】投入量は廃水全水量に対し光合成細菌菌体
量は０．０１％の容量比、活性炭は０．００３％の容量
比で添加し、曝気槽の溶存酸素（Ｄ．Ｏ）は１．５ppm
前後±０．５の状態で送気した。曝気槽から沈澱槽へは
連続運転し、沈降菌体は曝気槽へ５０％返送で運転し
た。曝気槽のＢＯＤ容積負荷量は３Kg／ｍ³ ／日、ＭＬ
ＳＳ６０００ppm で、沈澱槽の表面積負荷量は１５ｍ³
／ｍ² ／日、越流セキ負荷３０ｍ／ｍ³ ／日、沈澱時間
２．５時間と従来に比べ５０％以上の負荷を強要した。
一方比較試験として多孔質担体を用いない従来法で同一
条件で処理したところ、沈澱槽上澄水に菌体が混ざり、
完全な沈澱効果は発揮出来なかった。処理水もＢＯＤ５
６０ppm ，ＣＯＤ３８０ppm 、透視度６と低かった。本
発明による実施例では処理水質は９９％以上の除去率で
ＢＯＤ１２０ppm ，ＣＯＤ８５ppm 、ＳＳ３０ppm 、透
視度２６で極めて高い浄化効率を示す刮目すべき事実を
発見した。

【００２２】〔実施例３〕本発明により廃水処理後に回
収した光合成細菌菌体を肥料として利用した肥効試験を
行なった。また対比として無肥料区、三要素区、凝集剤
添加光合成細菌区、活性炭使用光合成細菌区を施肥設計
とした。 １．試験目的 活性炭使用光合成細菌とその他の有機肥
料の肥効障害の対比 ２．試験期間 平成２年７月１９日〜８月２０日 ３．試験場 ビニールハウス ４．試験規模 １／２０００ａ ワグネルポット２連制 ５．供試作物 小松菜（品種 晩抽小松菜） ６．耕種概要 土入れ ７月２４日低土 ７月２５日表
土（石灰施用７月２１日） 施肥日 ７月２５日 播種日 ７月２５日 ２１粒／ポット 間引日 ７月３１日１０本 ８月７日５本 収穫月日 ８月２０日 ７．活性炭使用光合成細菌の分析値 総窒素 ６．１７ 総リン酸 ４．３４ 総カリ ０．２５ ＰＨ ７．８ 水分 １０ ８．発芽率 （７月２６日） 無肥料区 ６１．９％， ７／２７ ９５％ 三要素区 ７３．８％， ７／２７ １００％ 凝集剤添加光合成細菌区 ７６．２％， ７／２７ １００％ 活性炭使用光合成細菌区 ７８．２％， ７／２７ １００％ ９．間引き調査（８月７日） 無肥料区 草丈４．６，間引重１．３５，比率４９．４
％ 三要素区 草丈７．３，間引重２．７４，比率１００％ 凝集剤添加光合成細菌区 草丈８．３，間引重３．３， 比率１２１％ 活性炭使用光合成細菌区 草丈９．２，間引重４．３８．比率１６０％ １０．収穫調査（８月１８日） 無肥料区 草丈１６．５，葉数４．４，５本重（ｇ）１６．７，比
率５２．７％ 三要素区 草丈２３， 葉数３．９，５本重（ｇ）３１．７，比
率１００％ 凝集剤添加光合成細菌区 草丈４５， 葉数４．４，５本重（ｇ）４１．２，比
率１３０％ 活性炭使用光合成細菌区 草丈５２， 葉数４．６，５本重（ｇ）５８， 比
率１８３％ 上述したように活性炭使用光合成細菌を肥料としての肥
効試験を行なった場合が、最も優れた効果のあることを
見出した。

【００２３】

【発明の効果】したがって本発明ではＢＯＤ濃度１０，
０００ppm 程度の超高濃度有機廃水の処理が可能とな
り、設備も小規模なものでよく、処理時間も大巾に短縮
され、したがって設備費や採算経費が大巾削減され、し
かも得られる副生菌体は土壌改良剤や肥料として極めて
有用なものである。

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【手続補正書】

【提出日】平成３年１０月２１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００５

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の方法にあっては光合成細菌と共生菌とをあらかじめ
曝気槽で種培養し、曝気槽液を光合成細菌優勢フローラ
ーにするためには３０〜４５日間の馴養期間が必要であ
り、その間管理費用も高額なものとなっていた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】有機廃水に光合成細菌菌体の多孔質担体吸
   着物を添加することを特徴とする有機廃水の処理方法