JPH04126594A - 廃水処理法 - 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、光合成細菌およびメタン生成細菌を利用して
有機性廃水を処理する方法に関するものである。

〔従来の技術〕

食品工場廃水、都市下水等、有機性廃水の浄化処理にお
いて、廃水から炭素化合物を除去することは好気的機、
生物処理やそれと嫌気性微生物処理（いわゆるメタン醗
酵処理）との組み合わせによってかなりの程度まで可能
であるが、それに比べると窒素化合物の除去は困難であ
って、有効かつ実際的な方法はまだ確立されていない。

すなわち、浄化処理に通常利用される好気性微生物や嫌
気性微生物は、炭素化合物を分解または同化する能力に
は優れているが、窒素化合物はあまり利用しないから、
従来、被処理廃水中の窒素化合物のかなりの部分は除去
されることなく放流水中に残り、河川や湖沼の富栄養化
の原因になっていた。

窒素化合物の除去に有効な手段の一つとして、光合成細
菌を利用する浄化処理法が知られている。この処理法は
、嫌気的条件下で非酸素発生型の光合成を行う光合成細
菌の、他の嫌気性微生物よりは顕著に優れた窒素吸収能
力を利用するものであって、特に、ＢＯＤが１０００ｐ
ｐ鳳以上という濃厚有機性廃水の処理にも適用可能であ
るという特長がある。しかしながら、光合成細菌は光合
成反応により空気中の二酸化炭素を取り込んで炭素源と
するため、廃水中の炭素化合物を除去する能力はない。

そこで、光合成細菌を利用する浄化処理法と他の浄化処
理法とを組み合わせて行うことにより次素化合物と窒素
化合物の両方を高率で除去しようとする廃水処理法か検
討された。しかしながら、適当な撹拌機付き培養槽に被
処理廃水を供給し、照明下に光合成細菌を増殖させて窒
素、リン等を吸収させる従来の光合成細菌処理は、供給
する廃水中の栄養分濃度の変動や菌体の流出が原因で、
槽内細菌数が著しく低い水準まで低下してしまい、処理
目的を達成できなくなることがある。そのような場合は
別に培養した菌体を補充するか、培養槽を洗浄して装置
の立ち上げをやり直す必要が生じる。また、光合成細菌
処理と他の微生物処理とを別々の処理槽で行うことによ
り設備費、電力費、管理費等がかさむという問題点もあ
った。

〔発明が解決しようとする課題〕

そこで本発明の目的は、炭素化合物分解能の優れた微生
物と窒素化合物吸収能の優れた光合成細菌とを単一のり
アクタ−で安定的に増殖させながら廃水を処理すること
により従来よりも簡単に炭素化合物と窒素化合物を除去
する手段を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため本発明が採択した手段は、側壁
の全部または一部が透明な材料からなるリアクターおよ
び該リアクターに充填した担体に光合成細菌およびメタ
ン生成細菌を固定し、リアクター内を嫌気状態に保ち且
つ透明な側壁の周囲から照明しながら廃水をリアクター
に供給して上記微生物固定化担体充填層を通過させるこ
とからなる。

以下、本発明実施のためのりアクタ−の概略を示す図面
を参照しながら本発明を説明する。

リアクター１は、本体２（縦長円筒状の塔状部分）とそ
の中に充填された担体３からなる。本体２はその側壁部
分の全部または一部が透明なガラス、プラスチック等か
らできていて、光を透過させることができる。

担体３としては、多孔質のセラミックス、合成樹脂など
からなる円筒形、サドル形、球形のものなど、微生物固
定に適したものが使われる。

本体２は、底部に被処理廃水供給口４、側壁の頂部に近
い部分に処理済み廃水流出口５、頂部にガス排出口６を
持つ。

このリアクターｌを用いて廃水浄化処理を行うには、最
初に担体３に対する微生物固定を行う。そのためには、
まず任意の嫌気性消化槽から排出された消化汚泥を本体
２内に満たし、嫌気状態にして約３７°Ｃの温度を保つ
。これにより、担体３表面にメタン生成細菌が固定され
る。その後、または上記と並行して、本体側壁の透明部
分を人工光または太陽光で照射し、照射された側壁の内
面とその付近の担体３表面に光合成細菌を着生させる。

光合成細菌は、それを優先種化させた菌懸濁液をあらか
じめ別の培養槽で調製して本体ｌに供給すると、菌固定
を短時間で行うことができる。この場合に用いる光合成
細菌としては、紅色非硫黄細菌などが適当である。

この後、光照射を続は且つリアクター１内を約３７℃に
保温しながら、被処理廃水を供給口４から連続的に供給
する。供給速度は、ＨＲＴ　（滞留日数）が２〜５日程
度になるように選ぶ。

メタン生成細菌は絶対嫌気性菌であって０．ｌｐｐｍ程
度の酸素濃度でも死滅するが、リアクター内に共存する
光合成細菌が酸素を消費する反応を行うため、またリア
クター底部の担体３には強い還元反応を行う細菌も付着
するので、廃水中の酸素濃度はりアクタ−１内を上方に
流れるに従って急速に減少し、メタン生成細菌に必要な
高度の嫌気状態が形成される。その結果、リアクター１
内では光合成細菌による窒素化合物の摂取とメタン生成
細菌による炭素化合物の分解反応とか並行して生起し、
窒素化合物濃度と炭素化合物濃度とが低下した廃水は最
後に廃水流出口５から装置外に排出される。メタン生成
細菌の作用により炭素化合物から生成したメタンガスは
、担体３間の隙間を通ってリアクターｌ内を上昇し、最
後にガス排出口６から装置外に排出される。以上により
、単一の処理装置による高度の浄化処理が達成される。

処理中に増殖した微生物は、少しずつ担体３や本体２側
壁から離れて廃水中に入り、処理済み廃水とともに装置
外に排出されるが、一部は担体３上や担体３間に過剰に
蓄積され、それにより被処理廃水の流通抵抗を増加させ
る。この過剰の菌体は、リアクターｌ内に水道水を数回
流すことにより排除することができる。

〔実施例〕

以下、実施例を示して本発明を説明する。

実施例１ 前述のものと同様のりアクタ−による人口下水の処理実
験を行なった。リアクターｌとしては透明アクリル樹脂
製で容量３０１１の本体２の内部にサドル形の多孔質セ
ラミックス製担体３を充填したものを用いた。

このリアクターに、都市下水処理場の嫌気性消化槽から
排出された消化汚泥を満たし、嫌気状態にして、３７℃
で３日間静置した。その後、被処理廃水供給口から人工
下水（酢酸４．０００＋ｕ／４、ペプトン１，５００ｔ
ａｇ／１１．　’ｙユニーロース１　、ＯＯＯＨ／１）
をＨＲＴａ日の流速で供給し、約２週間で、消化汚泥由
来のメタン生成細菌が担体表面に固定されたことを確認
した。

別に、消化汚泥を嫌気状態で３７℃に保ちながら約２．
０ＯＯＬＵＸの光を７間照射し、それにより光合成細菌
が優先種化した汚泥１１１を上記メタン生成細菌固定後
のりアクタ−に供給し、人工光源でリアクター周囲から
照明した（リアクター表面における平均照度約３，０Ｏ
ＯＬＵＸ）。約２週間でリアクター側壁内面に光合成細
菌が固定された。

その後、昼間のみ人工光源による照明を行いながら、上
記条件で人工下水の供給を再開し、６０日間、連続的な
処理を行なった。処理済み廃水流出口から出た下水は沈
降槽に溜めて静置し、上溝を処理水として分析した。ま
た、ガス排出口からのガス流出量を流量計により測定し
て処理によるガス発生量を求め、さらにカスクロマトグ
ラフィーにより発生ガス中のメタン含有率を求めた。

実験結果（３０日間の運転中の平均値）を表１に示す。

比較のため、メタン生成細菌のみを固定したほかは同様
にしたりアクタ−による処理結果（比較例１）および光
合成細菌のみを固定したほかは同様にしたりアクタ−に
よる処理結果（比較例２）を併せて示した。

表１の結果から明らかなように、メタン生成細菌と光合
成細菌を共生させたりアクタ−による処理を行う本発明
の処理法は、炭素化合物と窒素化合物の両方を単一のり
アクタ−で効率よく除去することができる。

表１ 〔発明の効果〕 上述のように、透明な材料からなるリアクターおよび該
リアクターに充填した担体に固定された光合成細菌およ
びメタン生成細菌を利用して廃水剋理を行う本発明によ
れば、有機酸等の炭素化合物と窒素化合物の両方を単一
の装置で除去することが可能になり、リアクターを太陽
光の当たる場所に設置すれば有機性廃水の高度処理を低
廉な装置維持費と管理費できわめて効率よく行うことが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施に使用するりアクタ−の概略説明
図である。 １：リアクタ−２：リアクター本体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 側壁の全部または一部が透明な材料からなるリアクター
   および該リアクターに充填した担体に光合成細菌および
   メタン生成細菌を固定し、リアクター内を嫌気状態に保
   ち且つ透明な側壁の周囲から照明しながら廃水をリアク
   ターに供給して上記微生物固定化担体充填層を通過させ
   ることを特徴とする廃水処理法。