JPH07136676A - 排水の生物処理方法 - Google Patents

排水の生物処理方法

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JPH07136676A
JPH07136676A JP30716693A JP30716693A JPH07136676A JP H07136676 A JPH07136676 A JP H07136676A JP 30716693 A JP30716693 A JP 30716693A JP 30716693 A JP30716693 A JP 30716693A JP H07136676 A JPH07136676 A JP H07136676A
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JP
Japan
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silica
bacteria
wastewater
image
biological treatment
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Application number
JP30716693A
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English (en)
Inventor
Akira Fujimatsu
晃 藤松
Tsutomu Nishimura
勤 西村
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TOYO BIO RIAKUTAA KK
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TOYO BIO RIAKUTAA KK
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  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】本発明の排水処理方法は、シリカを含有する水
中において養生された有効バクテリアによって排水を処
理する際に、該有効バクテリアの確認手段として顕微鏡
を用い、該バクテリアの増殖及び又は変化過程の画像を
得て、該画像と処理水性状の相関を運転管理指標とする
ことを特徴とする。 【効果】シリカと微生物の増殖や微生物の挙動との関連
について顕微鏡観察を行ない、シリカを含有する水中に
おいてバクテリアを養生すると、活性度に優れる有効な
バクテリアが優先種を占め、更にシリカによって養生さ
れたバクテリアの増殖及び又は変化過程の顕微鏡画像と
処理水性状に相関が認められることを見出し、シリカと
微生物の挙動との関連が明らかとなり、客観的な運転管
理手法を確立することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はシリカを含有する水中に
おいて養生された有効バクテリアによって排水を処理す
る排水の生物処理方法に関し、詳しくは処理系内で優先
種を占める有効バクテリアの顕微鏡画像と処理水性状の
相関を運転管理指標とする排水の生物処理方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】本発明者は先に特願平5−250116
号において、微生物活性を向上させるためにシリカ溶液
を用いる技術を提案した。
【0003】更に本発明者は研究を継続したところ、シ
リカ溶液以外に、人工的に作られた不安定型シリカを含
有する鉱物、可溶性シリカの濃縮された土壌、不安定型
シリカが固定された岩石の粒状化物、粉状化物または成
形物を用いても、活性化効果に寄与することがわかっ
た。
【0004】しかし、これらのシリカを用いた微生物活
性化技術においては、シリカと微生物の挙動との関連が
明らかでないため、客観的な運転管理手法を確立するこ
とが困難であった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の目的
は、シリカと微生物の挙動との関連を明らかにして、客
観的な運転管理手法を確立することができる排水の生物
処理方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的は、シリカを含
有する水中において養生された有効バクテリアによって
排水を処理する際に、該有効バクテリアの確認手段とし
て顕微鏡を用い、該バクテリアの増殖及び又は変化過程
の画像を得て、該画像と処理水性状の相関を運転管理指
標とすることを特徴とする排水の生物処理方法によって
達成される。
【0007】本発明の好ましい態様としては、シリカを
含有する水中において養生された有効バクテリアが、バ
チルス属であることであり、シリカと共にアルカリ土類
金属塩を用いることであり、シリカとして、下記(1)
〜(4)の中から選ばれる少なくとも1種を用いること
である。
【0008】(1)人工的に作られた不安定型シリカを
含有する鉱物の粒状化物、粉状化物または成形物 (2)可溶性シリカの濃縮された土壌の粒状化物、粉状
化物または成形物 (3)不安定型シリカが固定された岩石の粒状化物、粉
状化物または成形物 (4)人工的に溶解されたシリカ溶液
【0009】以下、本発明について詳細に説明する。
【0010】本発明において、「シリカを含有する水中
において養生する」というのは、養生池にシリカを外部
から添加してもよいし、予め存在させておいてもよいこ
とを意味し、また養生池は生物処理汚泥、雑排水、自然
水、土壌等のいずれであってもよい。
【0011】本発明者はシリカと微生物の増殖や微生物
の挙動との関連について顕微鏡観察を行ったところ、シ
リカを含有する水中においてバクテリアを養生すると、
活性度に優れる有効なバクテリアが優先種を占めるよう
になることを見出した。そしてその有効なバクテリアが
バチルス属であることも見出した。
【0012】シリカを含有する水中においてバクテリア
を養生した時に、活性度に優れる有効なバクテリア、特
にバチルス属が優先種を占めるようになる理由は、シリ
カあるいはシリカを取り込んだバクテリアの代謝産物が
バクテリアの細胞膜を浸食する作用を呈するため、浸食
を受けやすいバクテリアは死滅し、浸食に対して抵抗力
の強い有効バクテリア、特にバチルス属のみが生き残り
優先種を占めるようになるものと推論される。
【0013】本発明においては、有効バクテリアの確認
手段として顕微鏡を用いるが、かかる顕微鏡としては、
市販の顕微鏡を用いることもできるし、あるいは位相差
顕微鏡又は微分干渉顕微鏡を用いることもできる。有効
バクテリアの立体画像を得る上では後者の位相差顕微鏡
又は微分干渉顕微鏡を用いることが好ましい。
【0014】位相差顕微鏡としては、例えばオリンパス
社製「BX40−PHD」、「BX50−PHD」、
「BHS−PC」、「BHT−PC」)を用いることが
でき、又は微分干渉顕微鏡としては、例えばオリンパス
社製「BX50−DIC」、「BHS−N」を用いるこ
とができる。
【0015】更に、顕微鏡画像を写真撮影するために、
顕微鏡写真撮影装置(例えばオリンパス社製「PM2
0」、「PM30」)用いることが好ましい。またこの
撮影画像をカラーモニター画像表示するために、顕微鏡
カラーカメラ装置(例えばオリンパス社製「ICD−7
40」)を用いることも好ましい。
【0016】本発明においては、かかる顕微鏡を用い
て、シリカによって養生されたバクテリアの増殖及び又
は変化過程の画像を得ることができる。
【0017】即ち、シリカ養生処理の初期にあっては微
生物系に変化は認められないが、養生の進行と共に初期
から存在していた微生物は減少又は消滅し、時間の経過
と共にバチルス捍菌が糸状体を形成し、更に糸状体が消
滅してバチルス捍菌化し、更に養生処理の進行によりバ
チルスは胞子化することが認められた。従って、顕微鏡
によって、シリカ養生により養生前の微生物系が生物循
環を示すバチルス系へと変化する過程の画像を得ること
ができる。
【0018】また排水の処理における顕微鏡画像におい
て、バチルス捍菌が栄養を消化して増殖し、糸状体を形
成し、栄養の減少と共にバチルスは捍菌となり、更に胞
子化されることが認められた。
【0019】即ち、シリカによって養生されたバクテリ
アの増殖及び又は変化過程の顕微鏡画像と処理水性状に
相関が認められることが確認された。従って、本発明は
かかる相関をベースにして運転管理指標を形成した点に
特徴があり、例えば反応槽内汚泥、好ましくは最終反応
槽内汚泥の顕微鏡画像(好ましくはモニター画像)にバ
チルス胞子やバチルス捍菌が主として認められる場合
は、排水の処理が最終段階まで進んでいることが理解で
き、またバチルス捍菌や糸状菌が認められる場合は残存
有機物の存在を意味しており、その場合には原水負荷
(例えばBOD負荷)が高いことが考えられ、現象とし
てはエア量不足、菌体不足となり、エア量不足に対して
はエア量増加対策を行い、また菌体不足に対しては種菌
の追加、養生汚泥の追加、返送汚泥量の増加等の対策を
行う。かかる対策は手動で行ってもよいし、自動で行っ
てもよい。本発明においては、上記以外にも種々の相関
をベースにして運転管理指標を形成できる。
【0020】かかる生物的挙動は水中にシリカが存在す
ることによって生起し、更にアルカリ土類金属イオン、
好ましくはカルシウム塩及びまたはマグネシウム塩の共
存により、かかる生物的挙動が加速されることが認めら
れた。
【0021】又、バチルス系による排水の処理効果にお
いて、従来の活性汚泥法では考えられない極めて高い処
理効果が発現した。これは汚泥中にシリカを共存させる
ことにより生物系を好気性グラム陰性菌から好気性グラ
ム陽性菌であるバチルス系に移行し、更に、アルカリ土
類金属イオンによりバチルスの活性を高め、処理速度を
速めた結果と考えられる。
【0022】本発明において、シリカは、上記(1)〜
(4)の中から選ばれる少なくとも1種が用いられる。
【0023】(1)の人工的に作られた不安定型シリカ
を含有する鉱物としては、例えば高炉スラグ等が用いら
れる。(2)の可溶性シリカの濃縮された土壌として
は、腐植土(例えばピートモス)等が用いられる。
(3)の不安定型シリカが固定された岩石としては、ク
リストバル石、あるいは安山岩や流紋岩のような火山性
岩石、堆積岩(例えばケイ藻土)等が用いられる。
(4)の人工的に溶解されたシリカ溶液としては、高炉
スラグ等を硫酸等によって溶解して得られるシリカ溶液
が用いられる。
【0024】本発明の生物処理が適用される排水は、無
希釈し尿、希釈し尿、雑排水、生活排水、各種工場排水
等のいずれであってもよい。
【0025】
【実施例】以下、本発明の実施例により、本発明の内容
を更に詳細に説明する。
【0026】実施例1 食品加工工場の雑排水2.5リットル及び反応槽引き抜
き汚泥500mlを混合し、ブドウ糖0.1%、食塩
0.1%、ニュートリ・エントブロス0.1%を加え、
更にモノマー・シリカ溶液(SiO260mg相当)を
加えて混合する。
【0027】これに散気管としてガラスボール(G2)
3本を挿入して2リットル/minの散気を60分間行
った後、30分間休止する間欠散気を繰り返し、排水の
処理の進行と槽内生物の養生挙動を調査した。
【0028】処理の時間経過を表1に示す。またその処
理の時間経過に伴なうバクテリアの養生挙動を示す顕微
鏡画像のスケッチ(400倍)を図1に示した。
【0029】
【表1】 図1から明らかなように、シリカ養生処理の初期にあっ
ては微生物系に変化は認められないが、養生の進行と共
に初期から存在していた微生物は減少又は消滅し、時間
の経過と共にバチルス捍菌が糸状体を形成し(6時間経
過後)、更に糸状体が消滅してバチルス捍菌化し(24
時間)、更に養生処理の進行によりバチルスは胞子化す
ることが認められた(48時間後)。従って、顕微鏡に
よって、シリカ養生により養生前の微生物系が生物循環
を示すバチルス系へと変化する過程の画像を得ることが
できる。
【0030】また排水の処理において、図1の顕微鏡画
像と表1のデータを比較すると、バチルス捍菌が栄養を
消化して増殖し、糸状体を形成し、栄養の減少と共にバ
チルスは捍菌となり、更に胞子化されることが認められ
た。即ち、シリカによって養生されたバクテリアの増殖
及び又は変化過程の顕微鏡画像と処理水性状に相関が認
められることが確認された。
【0031】実施例2 実施例1で得られた汚泥(48時間養生)500mlに
食品加工工場の雑排水2500mlを加え、更に、モノ
マーシリカ溶液(SiO220mg相当)、Mg2+ (M
gO6mg相当)、Ca2+ (CaO7mg相当)を加え
て混合する。
【0032】これに散気管としてガラスボール(G2)
3本を挿入して2リットル/minの散気を60分間行
った後、30分間休止する間欠散気を繰り返し、排水の
処理の進行と槽内生物の養生挙動を調査した。
【0033】処理の時間経過を表2に示す。またその処
理の時間経過に伴なうバクテリアの養生挙動を示す顕微
鏡画像のスケッチ(400倍)を図2、3に示した。
【0034】
【表2】 表2及び図2から明らかな通り、バチルス菌の挙動と処
理の進行が合致することがわかる。またシリカと共にM
gイオン、Caイオンを共存させた場合には、捍菌化→
糸状化→捍菌化→胞子化のサイクルが上昇し、即ち処理
の速度が上昇し、処理効果が極めて高くなることが明ら
かとなった。
【0035】実施例3 実施例2において、シリカ溶液に代えて、高炉スラグの
粉末(200メッシュ)を6g添加した以外は同様に培
養したところ、実施例2と同様の結果が得られた。
【0036】実施例4 実施例2において、シリカ溶液に代えて、腐植土(ピー
トモス)粉末を60g添加した以外は同様に培養したと
ころ、実施例2と同様の結果が得られた。
【0037】実施例5 実施例2において、シリカ溶液に代えて、クリストバル
石粉末を30g添加した以外は同様に培養したところ、
実施例2と同様の結果が得られた。
【0038】実施例6 実施例2において、シリカ溶液に代えて、安山岩粉末を
30g添加した以外は同様に培養したところ、実施例2
と同様の結果が得られた。
【0039】実施例7 雑排水2リットルにモノマーシリカ5ppm、マグネシ
ウム・イオン2ppm、カルシウム・イオン2ppmを
加えて混合し、時計皿で蓋をし、エージングして雑排水
の挙動を調査した。
【0040】24時間後には明らかに水の透明度が上昇
し、SS分は完全に沈降した。
【0041】168時間後には沈降スラッジの圧縮が認
められ、水の輝きが増した。ちなみに並行放置した雑排
水は腐敗が進行して悪臭を放つようになった。
【0042】更に720時間後ではスラッジの減少が認
められ、3600時間後にはスラッジは消滅した。
【0043】原雑排水及び3600時間後の水質は表3
の通りであり、著しい改善が認められた。また水の腐敗
は全く生じなかった。
【0044】
【表3】 次いで、市販の位相差顕微鏡(オリンパス社製「BX4
0−PHD」を用いて生物挙動を調べた。又顕微鏡画像
を写真撮影するために、顕微鏡写真撮影装置(オリンパ
ス社製「PM20」)用いた。更にこの撮影画像をカラ
ーモニター画像表示するために、顕微鏡カラーカメラ装
置(オリンパス社製「ICD−740」)を用いた。
【0045】マグネシウム・イオンを添加した場合と添
加しない場合について、120分後、210分後、36
0分後、600分後、1440分後、2880分後、6
日後(3日後)の位相差顕微鏡写真(倍率はいずれも4
00倍)を各々図4〜図7に示す。
【0046】
【発明の効果】本発明によれば、シリカと微生物の増殖
や微生物の挙動との関連について顕微鏡観察を行ない、
シリカを含有する水中においてバクテリアを養生する
と、活性度に優れる有効なバクテリアが優先種を占める
ようになることを見出し、そしてその有効なバクテリア
がバチルス属であることも見出し、更にシリカによって
養生されたバクテリアの増殖及び又は変化過程の顕微鏡
画像と処理水性状に相関が認められることを見出し、シ
リカと微生物の挙動との関連が明らかとなり、客観的な
運転管理手法を確立することができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】顕微鏡写真スケッチ
【図2】顕微鏡写真スケッチ
【図3】顕微鏡写真スケッチ
【図4】位相差顕微鏡写真
【図5】位相差顕微鏡写真
【図6】位相差顕微鏡写真
【図7】位相差顕微鏡写真

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】シリカを含有する水中において養生された
    有効バクテリアによって排水を処理する際に、該有効バ
    クテリアの確認手段として顕微鏡を用い、該バクテリア
    の増殖及び又は変化過程の画像を得て、該画像と処理水
    性状の相関を運転管理指標とすることを特徴とする排水
    の生物処理方法。
  2. 【請求項2】シリカを含有する水中において養生された
    有効バクテリアが、バチルス属であることを特徴とする
    請求項1記載の排水の生物処理方法。
  3. 【請求項3】シリカと共にアルカリ土類金属塩を用いる
    ことを特徴とする請求項1又は2記載の排水の生物処理
    方法。
  4. 【請求項4】シリカとして、下記(1)〜(4)の中か
    ら選ばれる少なくとも1種を用いることを特徴とする請
    求項1、2又は3記載の排水の生物処理方法。 (1)人工的に作られた不安定型シリカを含有する鉱物
    の粒状化物、粉状化物または成形物 (2)可溶性シリカの濃縮された土壌の粒状化物、粉状
    化物または成形物 (3)不安定型シリカが固定された岩石の粒状化物、粉
    状化物または成形物 (4)人工的に溶解されたシリカ溶液
JP30716693A 1993-11-12 1993-11-12 排水の生物処理方法 Pending JPH07136676A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0857696A3 (en) * 1997-02-05 1999-01-27 Haekang Engineering & Construction Co., Ltd. A system for treating sewage-water and a method for treating sewage-water using the same
WO2016167037A1 (ja) * 2015-04-13 2016-10-20 富士電機株式会社 排水処理方法及び排水処理用の活性剤

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