JPH07982A - 排水処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 排水の生物学的処理において、処理の安定化
と余剰汚泥生成量の減少化、さらに、省力化、省資源化
並びに省エネルギー化をはかる。 【構成】 排水を生物学的に処理する工程中に、天然柑
橘類から抽出した抽出物質を添加する排水処理方法であ
る。抽出物質の添加により、排水の浄化に関与する微生
物の活動を活発化し、沈殿性と濃縮性に富む活性汚泥を
生成させて、固液分離効果を高めて処理の安定化をはか
り、汚泥流出による処理水の水質悪化を防止すると共
に、余剰汚泥の発生量を減少させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、排水の浄化に関与する
生物の活動を活性化させて、排水を処理する方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】有機性排水を浄化処理する場合、微生物
を一定の条件のもとで繁殖させて、自然界で行なわれて
いる浄化作用を、短期的に達成させる生物学的処理方法
が広く採用されており、活性汚泥法はその代表的な処理
方法である。排水中には細菌やその他の生物が自然に発
生する。この細菌は排水中に空気を吹き込むなどによる
酸素の存在のもとで、周囲の排水中の有機物をとって発
育、繁殖し、微細な塊を形成する。この塊の周囲にはさ
まざまな好気性微生物が付着し、この微生物も排水中の
微細な浮遊物や溶解性物質や細菌を食物として摂り入れ
て繁殖する。かくして、排水中には多数の微生物の塊を
生ずるが、これは綿屑状を呈し、フロックと呼ばれる。
つまり、排水中の有機性汚染物質は微生物の働きによっ
てフロックに変わり、その結果、排水はフロックときれ
いな水に分かれることになる。このフロックは一般に水
より重いので、フロックの混合液を静置するとフロック
は沈殿して、きれいな上澄水が処理水として得られる。
沈殿したフックは汚泥を形成するが、この汚泥は要する
に生物の集積であり、普通の汚泥と異なり一種の生きも
のである。よって、この汚泥をとくに活性汚泥という。
この汚泥を再び排水中に戻し、適度な酸素の存在のもと
で排水と混合、接触させると汚染物質を食物として摂
り、汚染物質の除去に働く。再び排水中に戻す活性汚泥
を返送汚泥と呼ぶ。以上が、好気性生物学的処理方法に
よる排水の処理原理であり、返送汚泥を利用する処理方
法が活性汚泥法である。活性汚泥法による排水処理施設
は、一般に、排水と活性汚泥および酸素との混合、接触
によって排水中の有機汚染物質の生物分解を行なうばっ
気槽と、その結果として生成される汚泥と上澄水の分離
を行なう沈殿槽とで構成される。活性汚泥法は、有機性
排水を高度に処理する場合、生物学的処理方法のうち最
も優れた処理方法の一つであるが、この方法には次のよ
うな宿命的欠点を有している。すなわち、急激なショッ
クや負荷条件の変化による、活性汚泥の沈降性の悪化や
沈殿槽内で汚泥が浮上し、放流水に混入して流出するこ
とによる処理水水質の悪化であり、維持管理の大半は汚
泥管理に費やされるといっても過言ではない。とくに活
性汚泥の膨化は、しばしば予期せぬときに起こり、処理
機能に致命的悪影響を与える。活性汚泥法では、ばっ気
槽における生物分解がいかに優れていても、沈殿槽にお
ける固液分離が不良であれば、放流水中に汚泥の流出が
多くなり、処理水の水質悪化はさけられない。さらに、
沈殿汚泥の濃縮が良好に行なわれなくなり、返送汚泥の
濃度が薄くなって、ばっ気槽内の活性汚泥濃度が低くな
り、排水処理有用微生物の保持ができなくなって生物分
解が低下する。したがって、沈殿槽における固液分離の
良否は排水の浄化度に極めて大きな影響をおよぼす。こ
のような汚泥の流出による処理水水質の悪化対策とし
て、従来は、ばっ気槽や沈殿槽に凝集剤を添加して汚泥
の沈降性を高めるとか、沈殿槽の増設やろ過装置等の設
置によって、流出する汚泥を捕捉するなどの対症療法的
方法が採用されていた。さらに、活性汚泥法を維持して
いく上で大きな欠点は、余剰汚泥の発生量が多いことで
ある。余剰汚泥は排水の生物学的処理では必然的に発生
するもので、返送汚泥として利用される残余の汚泥であ
る。この汚泥は含水率が高く、かつ、濃縮性と脱水性が
悪いという性質があり、余剰汚泥の処分費は排水処理に
要する総費用の約半を占めているのが実情である。さら
に、この汚泥は、腐敗し易く悪臭や衛生害虫発生等の公
害を引き起こす原因となる。余剰汚泥は水分の含有量に
よって、その容量は著しく左右される。例えば、水分含
量９９％の汚泥が濃縮（脱水）され、水分含量が９８％
になったとすれば、容量は当初のそれの二分の一に減少
する。したがって、濃縮性に富み、かつ、含水率の低い
余剰汚泥を得ることは、余剰汚泥の処分費を節減する上
から極めて重要である。微生物活動を活性化して余剰汚
泥を減少させる処理方法として、ばっ気槽内にバクテリ
ヤ等の微生物製剤や特公昭６３−６５３９６号公報に記
載されいてる微生物活性助剤を投与するなどの方法があ
る。活性汚泥法等の生物学的処理法は、その系に自然発
生的に増殖した多種多様の昆合培養系の微生物を利用し
て、種々雑多な成分を含む、きわめて複雑な多成分系の
排水を処理するために、系内の微生物の優占種は排水の
基質やその他の処理条件によって変化する。したがっ
て、微生物製剤を投与することによって、系内の生物相
を制御することは事実上不可能であり、その効果は期待
できなかった。また、特公昭６３−６５３９６号公報に
記載されている、微生物活性助剤を投与する方法は、チ
リー、ボリビア、ペルー等に自生している特殊な植物
（シャボンの木）から抽出した、有効主成分がサポニン
であると考えられる抽出物（シャボン液）を投与する方
法である。この方法は各種排水処理分野において採用さ
れて、その有効性が認められているが、水産加工工場の
排水処理に使用した実施報告例「ＰＰＭ、第１８巻第１
２号（日本工業新聞社発行）」では、この抽出物は高価
であるために、添加に要した費用は排水処理に要した総
処理費用の約３０％を占めており、実施前と比較して約
４％節減されたにすぎず、顕著な経済効果は出ていな
い。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の汚泥流出による
処理水水質の悪化防止対策として採用される、ばっ気槽
や沈殿槽に凝集剤を添加する方法は速効性はあるが、添
加を中断すると元の状態戻るので、長期安定した排水処
理を行なうことが困難であった。また、この方法は余剰
汚泥の発生量が多くなる欠点があるとともに、使用する
凝集剤の種類や添加量によっては、排水の浄化に関与す
る微生物の生育や繁殖を阻害して、処理水水質のさらな
る悪化を招く欠点があった。沈殿槽の増設やろ過装置等
の設置は、その費用において不経済であり、設置用地の
制限を受ける場合には、この方法の採用は不可能であ
る。ばっ気槽に微生物製剤を投与する方法は、その効果
が殆ど期待できず、また、シャボン液を添加して微生物
の活動を活性化して余剰汚泥発生量の減量化を図る方法
は、添加物の原料が南米等の特定地域に産する植物であ
るため、製品の価格が高く、前述のごとく総体的な排水
処理費用の低減になっていない。以上のような理由か
ら、本発明は汚泥管理面において、より容易な維持管理
で安定性が確保でき、さらに、余剰汚泥生成量が少な
く、かつ、排水処理費用の安い処理方法、すなわち、経
済上、技術上効率の高い処理方法を提供しようとするも
のである。

【０００４】

【課題を解決しようとする手段】本発明は、以上のよう
な課題を解決したもので、次のようなものである。その
特徴とするところは、排水の好気性処理工程中に天然柑
橘類から抽出した抽出物質を添加することである。この
抽出物質の原料は、ある特定地域にのみ偏在するもので
はなく、蜜柑の皮等からも抽出することができるから、
国内において容易に、かつ、安価に入手可能である。ま
た、蜜柑缶詰や蜜柑ジュース等の加工工場で処分に苦慮
している廃棄物を有効利用することができる。この抽出
物質は、イソプレンが複数個結合して天然に植物体に生
合成されたテルペンの一種である。テルペンは動植物の
ホルモン成分や光合成における重要な色素であり、香料
等としても使用されている。抽出は普通、新鮮な植物組
織をそのまま水蒸気蒸留して得られる。組織を水と混じ
て全体に水蒸気を通じて蒸留し、冷却器を通して留分を
集める。留分は一種の油であり、表面に浮上するから容
易に分離することができる。この抽出物質の排水処理に
有効な主成分はリモネンであると考えられ、オレンジの
香のする単環構造をなすモノテルペンである。この抽出
物質は水に溶解し難いので、界面活性剤等を添加して、
水に溶解し易い状態にしたものを用いることが好まし
い。本発明は、この抽出物質を排水の生物学的処理工程
中に添加することであり、抽出物質の添加は、ばっ気槽
などの好気性生物処理施設や返送汚泥、または、排水の
排出源から処理施設に至るどの箇所に行なってもよい。
抽出物質の添加量は排水の有機物成分や濃度、活性汚泥
の濃度や性状によって異なり一定ではなく、排水の特性
や系内の汚泥濃度（生物量）などに応じて決定する。こ
の抽出物質の添加が及ぼす排水処理に対する効果は、こ
の抽出物質のもつホルモン成分が、排水の浄化に関与す
る微生物に刺激を与えて活性化し、微生物の生育、増殖
を促進するためと考えられる。また、界面活性剤等を添
加して調整した本抽出物質は、さまざまな高分子物質等
の難溶解性物質を容易に溶解する性質がある。このこと
から排水中の難分解性物質の低分子化を容易にし、微生
物の代謝作用の促進に寄与しているものと考えられる。

【０００５】

【作用】本発明による排水処理方法は、従来の生物学的
処理方法における処理工程中に天然柑橘類から抽出した
抽出物質の添加工程を付与するだけであり、従来の処理
施設の変造や改造を伴うものではない。抽出物質の添加
は、人力又はポンプを使用する等機械的に行なってもよ
い。

【０００６】

【実施例】

実施例１ １０００ｃｃ容量のメスシリンダー３本の各に、ブロイ
ラー工場の排水処理施設より採取した、活性汚泥をスキ
ムミルクを用いて順養した、初期浮遊物質濃度（ＭＬＳ
Ｓ）６９４０ｍｇ／ｌ、初期有機性浮遊物質濃度（ＭＬ
ＶＳＳ）５４８０ｍｇ／ｌの汚泥を投入して、熱帯魚飼
育用のエアーポンプを用いてばっ気し、１日に１回、定
時にばっ気を停止し、本法と従来法との３０分間静置沈
殿後の沈殿した汚泥体積比率（ＳＶ値）を測定して比較
した。ＳＶ値の測定終了後、メスシリンダー中の上澄水
を１００ｃｃ引抜き、スキムミルクを水道水で溶解して
調整した、同量の人工排水（ＰＨ；５．７，ＢＯＤ；３
１２０ｍｇ／ｌ，ＣＯＤ；７６６ｍｇ／ｌ，ＳＳ；７９
７ｍｇ／ｌ，総窒素；１２６．３ｍｇ／ｌ，総リン；１
８．２ｍｇ／ｌ，ノルマルヘキサン抽出物；１０２．９
ｍｇ／ｌ）で満たし、再びばっ気操作を継続した。ばっ
気条件は、空気吐出量が毎分６００ｃｃのエアポンプを
用い、ばっ気時間３０分間、ばっ気停止時間６０分間を
交互に行なう間欠ばっ気を行なった。以上の操作におい
て、メスシリンダー中の固液分離の進行が遅く、所定容
量の上澄水の引抜きが困難なときは、静置時間を延長し
て行なった。尚、本法の実施例には人工排水の投入後、
天然柑橘類から抽出した抽出物質に界面活性剤を添加し
て調整した、表１に示す特性の原液を、蒸留水で１００
００倍に希釈したものを２ｃｃ添加した。また、従来技
術による従来法１には人工排水の投入後、前記シャボン
液の原液を蒸留水で１００００倍に希釈したものを２ｃ
ｃ添加し、従来法２には人工排水以外の物質は添加して
いない。

【０００７】

【表１】 表２は本法、従来法１および従来法２の実施例のＳＶ値
を示したものであり、それをグラフにしたものが図１で
ある。表２および図１から、本法、すなわち、天然柑橘
類から抽出した抽出物質を添加した方が、従来法（従来
法１および従来法２）と比較して汚泥の沈降速度が速
く、沈殿性および濃縮性の優れた活性汚泥が生成したこ
とを示している。

【０００８】

【表２】 ＳＶ値の測定を２０日間継続し、２０日目の測定をで終
了した時点で、各メスシリンダーから、沈殿静置後の上
澄水を採取して水質分析用に、残余の混合液は水道水を
加えて１リットル容量にした状態の、活性汚泥浮遊物
（ＭＬＳＳ）および活性汚泥有機性浮遊物（ＭＬＶＳ
Ｓ）の測定用に供した。上澄水の水質は、本法、従来法
１および従来法２のＢＯＤは、それぞれ、６ｍｇ／ｌ、
８ｍｇ／ｌおよび７ｍｇ／ｌ、ＣＯＤは、それぞれ、６
ｍｇ／ｌ、６ｍｇ／ｌ、８ｍｇ／ｌであり、本法と従来
法とではＢＯＤ、ＣＯＤともに大きな差はなかった。活
性汚泥の性状については、本法、従来法１および従来法
２のＭＬＳＳは、それぞれ、７２００ｍｇ／ｌ、７６０
０ｍｇ／ｌおよび９０００ｍｇ／ｌであり、ＭＬＶＳＳ
は、それぞれ、５３００ｍｇ／ｌ、５７００ｍｇ／ｌお
よび７９００ｍｇ／ｌであった。以上から、本法のＭＬ
ＳＳは、従来法１の約９３％、従来法２の約８０％であ
り、また、本法のＭＬＶＳＳは従来法１の約９３％、従
来法２の約６７％であった。これらのことは、本法は従
来法と比較してＭＬＳＳおよびＭＬＶＳＳともに減少率
が高いこと、すなわち、本発明は余剰汚泥の発生量が少
なく、沈殿性と濃縮性の優れた活性汚泥の生成する排水
処理方法を提供することを意味する。

【０００９】実施例２ 実施例１で用いた同一試料により、処理実施開始後１０
日目、１５日目および２０日目の本法と従来法の汚泥の
沈降状況を測定して比較した。その測定法は、ばっ気用
エアポンプを停止して１８０分間静置し、その間、時間
の経過と共に界面沈降する汚泥面高を記録することによ
り行なった。表３は本法、表４は従来法１、また、表５
は従来法２の処理実施開始後１０日目、１５日目、２０
日目の経過時間と汚泥面高および経過時間と平均汚泥面
高を示しものである。また、図２は本法、従来法１およ
び従来法２の経過時間と平均汚泥界面高との関係を示す
汚泥沈降曲線である。表３、表４、表５、および図２か
ら、本法は従来法と比べて汚泥面高の減少速度が大きい
こと、すなわち、本発明は沈殿性と濃縮性の優れた活性
汚泥が生成することが判明した。

【００１０】

【表３】

【００１１】

【表４】

【００１２】

【表５】

【００１３】

【発明の効果】本発明によると、沈殿性と濃縮性に富む
活性汚泥が生成するから、生物汚泥を系内に多量保持で
きるので、生物相の多様性が高くなり、食物連鎖が長く
なる。生物相が多様性に富むことは、生態系として安定
性の高さと生物化学的反応の安定性の増大を示し、水質
面においても処理効果の安定をもたらす。また、食物連
鎖が長くなると原生動物や後生動物などの食物連鎖の上
位にある生物数が多く、捕食、被食の関係が活発になる
結果、余剰汚泥の生成量が減少する。このように、本発
明によれば、沈殿性および濃縮性の優れた活性汚泥が生
成するので、沈殿槽からの汚泥流出による処理水水質の
悪化防止が容易であるため、維持管理作業の負担が軽減
でき、また、処理排水の負荷を増加する等、処理能力の
増強が可能である。本発明は、従来の処理施設に対し
て、特別な改造や変造を行なうことなく適用できるた
め、排水の排出量や水質等の過負荷により、処理能力不
足をきたしている既存施設に容易に適用可能であり、処
理経費の節減、省力、省資源、省エネルギーの面からき
わめて有効な排水処理方法である。特に、基質の有機物
が可溶性であり、さらに、それが炭水化物や低級脂肪酸
の含有量の高い、食品工場排水等の汚泥管理の困難な排
水の処理への適用効果が高い。また、本発明に係わる添
加物質の原料は天然柑橘類であるから、蜜柑の缶詰やジ
ュース加工工場等から排出される廃棄物の有効利用に貢
献できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１のＳＶ値。

【図２】実施例２の汚泥沈降曲線。

【符号の説明】

１ 本発明のＳＶ値 ２ 従来法１のＳＶ値 ３ 従来法２のＳＶ値 ４ 本発明の汚泥沈降曲線 ５ 従来法１の汚泥沈降曲線 ６ 従来法２の汚泥沈降曲線

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 排水を生物学的に処理する工程中に、天
   然柑橘類から抽出した抽出物質を添加することを特徴と
   する排水処理方法。
2. 【請求項２】 生物学的処理工程は、好気性微生物を利
   用して行なうものである請求項１記載の排水処理方法。
3. 【請求項３】 抽出物質の添加は、排水の排出源から排
   水処理施設に至る途中において行なうものである請求項
   １又は２記載の排水処理方法。
4. 【請求項４】 抽出物質の添加は、ばっ気槽において行
   なうものである請求項１又は２記載の排水処理方法。
5. 【請求項５】 抽出物質の添加は、返送汚泥中に行なう
   ものである請求項１又は２記載の排水処理方法。