JPS6031892A - 汚水浄化用濾材 - 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】 この発明は、汚水の分解浄化に有用な嫌気性微生物を含
んだ濾材に関するものである。

生活系や畜産系排水に含まれる糞尿その他の汚濁排水に
よって、河川、湖沼或いは海洋等の水環境の汚染が進行
しつつある今日、より高度な水処理技術の開発が望まれ
ている。しかしこの種汚水の終末的な処理について確立
された手段は示されていない。

従来において、この種の汚水は浄化装置によって所定濃
度以下の水質に浄化した後、河川等へ放流することがな
されている。しかるに現実では、二次あるいは三次とい
った数次の処理過程を経てもなお目標の水質基準を達成
することが困難なため、結局は成る程度浄化処理した排
水を希釈水や添加剤によって増量することにより、相対
的濃度を低下させ、さらには余剰汚泥やスラッジ等とし
て処理するといった手段を用い、たいへんな手数とコス
トをかけて処理を行っている。

ところがこのように処理された排水でも、これを河川や
湖沼等に放流すると、水環境に少なからず悪い影響を与
える。また仮に、上記のような処理手段により、法的な
水質基準の達成が可能であっても、今日汚水の排水を伴
う施設を建設することになると、地域住民や水利権を主
張する人々の強い抵抗を受けて、その同意はおろか建設
自体が不可能となる事例が多い。

このような背景の中で、汚水を河川等に放流することな
く処理することができる装置として、いわゆる汚水強制
蒸発装置が着目されている。

この装置は、いわば土壌による自然な浄化作用と発散作
用を利用するものであるところから、自然環境に与える
影響が少なく、特に処理済みの排水を放流する下水が整
備されていない地域での利用が有望視されている。

この種の強制蒸発装置では、濾材として砕石。

砂、畑土、黒ぼく土等が使用されており、その毛管現象
等の物理的作用と、土壌微生物による生物学的な有機物
の分解作用とによって汚水の分解と蒸発を図るものであ
る。この時利用されるのがいわゆる好気性微生物と呼ば
れる原生動物やバクテリア類である。

これまで汚水に含まれる有機物等の醗酵分解は、好気性
微生物の作用とされており、従って汚水の分解浄化のた
めには、専ら好気的条件が必要とされてきた。この好気
的条件が満たされない場合は、ｋ７気性微生物の活動が
著しく低下し、汚水の腐敗が進行し、悪性の物質やガス
が発生し、ＩＩＩ（奥の発生源となる。

ところが、蒸発装置の中を常に好気的条件にしておくた
めには、外部から耐えず酸素を供給してやると共に、濾
材が汚水によって目詰まりを生じないよう少しずつ適正
な量の汚水を供給するといった配慮が必要となる。酸素
の供給は、下層に目の粗い砕石を入れ、ここに散気管を
引き入れて外部のポンプから空気を圧送することにより
行う。しかし、比較的空隙の多い砕石層では、充分空気
が行き届くものの、その上に覆土した砂や黒ぼく土の層
では、目が細かいため充分空気が行き届かない。これに
加えて汚水の供給量を常に一定の量に管理することはな
かなか困難で、汚水の量が増えて濾材が目詰まりを起こ
すと、空気の流通が極端に悪化し、好気性微生物の活動
が著しく低下する。そうすると腐敗物質が土壌の中に停
滞するため、浄化はもちろん蒸発が阻害され、汚水が溢
れたり、硫化水素等、悪性のガスや悪臭を発生する原因
となる。

このような土壌浄化の問題に対し、一般の嫌気性微生物
と分解作用を異にするいわゆる有用嫌気性微生物が注目
されつつある。この内一部のものは、好熱性の腸内細菌
として発見されたもので、高温醗酵の偏性嫌気性菌であ
り、主として農業等の分野で、嫌気的条件下での堆肥の
分解促進や畜糞の分解促進といった面での利用が図られ
てきた。この嫌気性微生物は、一般に完全嫌気性微生物
或いは絶対嫌気性微生物と呼ばれるもので、嫌気的条件
のもとて急速に発熱醗酵し、酸素、水素、エチレン及び
二酸化炭素等を発生する。

この発明は、有用嫌気性微生物の上記のような作用に着
目し、これと成る種の粘土鉱物との相乗的作用により、
汚水の浄化と発散を効果的に行えるよう試みたものであ
る。

この発明において使用される有用嫌気性微生物は、成る
種の複合有機物を培地として接種培養することによって
多量に得ることができるが、この際使用される種菌とし
ては、現在二つのグループの微生物を考えることができ
る。

先ず一つは、一部特定の好気性菌を含むが、その殆どが
嫌気性のバクテリアからなる複合嫌気性微生物群（商品
名リサールＬ）で、これを構成する主な微生物を挙げる
と、プレクトリディウム　スプマルム（Ｐｌｅｃｔｒｉ
ｄｉｕｍ　Ｓｐｕｍａｒｕｍ）　＋プレクトリディウム
　セルロリティウム（Ｐｌｅｃｔｒｉｄｉｕｍ　Ｃｅｌ
ｌｕｌｏｌｙｔｌｃｍ　）　、ガデセウス　セルローゼ
　デイゾルベンス（Ｃａｄｕｃｅｕｓ　Ｃｅ１ｌｕｌｏ
ｓａｅ−Ｄｉｓｓｏｌｖｅｒ＋ｓ）　ｔ　カデセウス　
セルロソルベンス（Ｃａｄｕｃｅｕｓ　Ｃｅ１ｌｕｌｏ
−３ｏｌｖｅｎｓ）　＋　カデセウスセルモアエロゲネ
ス（Ｃａｄｕｃｅｕｓ　Ｔｈｅｒｍｏａｅｒｏｇｅｎｅ
ｓ）　、チルミノポラス　セルモセラス（Ｔｈｅｒｍｉ
ｎｏｓｐｏｒｕｓ　Ｔｈｅｒｍｏｃｅｌｌｕｓ　）　、
テルミノボラスセルモセルロリティクム（Ｔｈｅｒｍｉ
ｎｏｓｐｏｒｕｓ　Ｔｈｅｒ＋ｎｏｃｅｌｌｕｌｙＨｃ
ｍ）等と、必要に応じて好気性菌であるところのアスペ
ルギルス属の細菌を含んだものからなっている。

もう一つのものは、酵母菌、乳酸菌等を複合的に培養し
たもの（商品名コーサンＬＢ）で、これも偏性菌を主と
する嫌気性バクテリア主体の複合嫌気性微生物である。

その主なものを挙げると、サツカロミセス　サケ（Ｓａ
ｃｃｈａｒｏｌＩｌｙｃｅｓ　５ａｋｅ）　＋サツカロ
ミセス　セレビシアエ（Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ　
Ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ）　＋　ラクトバシラスブルガリ
カス（Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ　Ｂｕｌｇａｒｉｃ
ｕｓ）　＋ラクトバシラス　プランタルーム（Ｌａｃｔ
ｏｂａｃｉ　ｌ１ｕｓ　Ｐｌａｎｔｒｕｍ）　＋　ラク
トバシラス　アシドフィラス（Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌ
ｕｓ　Ａｃ１ｄｏｐｈｉｌｕｓ　）　＊　バシラス　ア
シディラクティス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ　Ａｃ１ｄｉｌａ
ｃｔｉｓ）等からなる。

この発明は、有機物の分解作用を持つ有用嫌気性微生物
を粘土鉱物に均一に混合して吸着せしめ、その粒子に固
定させたものである。

粘土鉱物に含まれる粘土粒子は、珪酸と酸化アルミニウ
ムの板状結晶が重なりあうように結合した数ミクロン以
下の大きさの微粒子である。

この粘土粒子は、微生物との間で相互に作用し合い、そ
の表面に微生物を吸着することが知られているが、特に
粘土粒子が微生物に比べて充分大きい場合は、微生物の
濃度に相応した吸着しが得られる。さらに、微生物は通
常の場合、粘土粒子の周縁部に吸着していると考えられ
るのに対し、粘土粒子が鉄、コバルト、銅等の２〜３価
のカチオンを吸着している場合は、微生物の細胞吸着鞭
が著しく増大する。これは微生物が粘土鉱物の周縁側だ
けでなく、平面側に吸着するためと考えられている。

このような作用を持つ粘土鉱物のうち、この発明のため
には特にモンモリロナイトが適当である。モンモリロナ
イトは、比較的大型の粒子が多く、また２〜３価の金属
イオンを吸着している粒子が多いため、微生物を吸着し
、保持する作用が極めて高い。

粘土鉱物はその使用目的によって予め粒度を調整してお
くこともできる。例えば、強制蒸発装置の覆土層のよう
に目の細かい濾材を作るときは、採取したも粘土鉱物の
うち、成る程度細かいものを選別して使用する。また、
同装置の下層のように濾材と濾材の間に成る程度間隙を
存在させる必要がある場合は、粘土鉱物を造粒して使用
する。そして造粒する場合は、予めおが屑等を混ぜてお
いて、造粒後、これを焼却することによって細かい通水
路を無数に持ち、かつ単位体積当たりの表面積の広い濾
材を作ることができる。

このようにして粘土粒子に保持させた有用嫌気性微生物
を保存しておくための手段としては主として二つの手段
が考えられる。一つは、微生物をその生存に必要な有機
物や活性物質と共に粘土鉱物に吸着させる方法で、他は
、粘土鉱物の吸着と同時に微生物を急速乾燥して休眠化
させる方法である。

前者の方法は、例えば糖分、蛋白質、セルロース、リグ
ニン等からなる有機物に上記有用嫌気性微生物を接種し
、嫌気的条件のもとで同微生物を選択的に増殖させると
同時に、これら有機物を同ＩＩ物により分解して良質の
腐植を得る。次ぎにこうして得られた分解生成物を上記
微生物と共に良質の粘土鉱物に均一に混ぜ、同鉱物に微
生物を吸着固定させ、粘土、ｍ植、微生物を要素どする
混合物を作る。この時必要に応じて有機酸、アミノ酸、
含水珪酸等の生物学的栄養活性物質を加えるのが良い。

粘土鉱物の内、特にモンモリロナイトは、吸着作用が強
いため、微生物やこの生存に必要な各種の栄養素を浸透
吸収する働きが強く、混合した有機物や微生物を速やか
に吸収してその中に採り込む。また、一般に粘土は、互
いに結合して凝隼体を作り、これが腐植の作用も加わっ
てさらに大きな！！隼体となる働きを持つ。このように
粘土と腐植が互いに作用し合って直径数ミリメートルに
も及ぶ土壌団粒が形成されるが、特にモンモリロナイト
は、塩基置換容量が大きく、膨張性が高いため、団粒を
形成する作用が強い。これに加えて、微生物に分解され
た有機物の中間生成物は、一種の有機酸と粘液質の物質
を含み、土壌の団粒化を促進させる。

このような土壌団粒は、より高度な微生物の生息場所を
提供しており、このことは、直径１０〜２０μｍの土壌
粒子の保持する細菌細胞数が、これ以下の大きさのもの
に比べて急激に増大するという事実が明確に示している
。なお、この場合、上記混合物の含水量は、概ね１５〜
２６％程度の含水量とするのが適当である。

もう一つの休眠化させる方法は、予め充分乾燥した粘土
鉱物に微生物を混ぜ、これを粘土に吸着させると共に、
急速乾燥させる。こうして乾燥された微生物は、一時休
眠状態となるが、その後嫌気的条件のもとて適当な水分
と栄養分等を与えることによって再び活性化する。この
場合、上記混合物の含水量は１０％以下とするのが適当
である。

この発明による濾材を使用する場合は、このまま或いは
これに他の土壌を混ぜて強制蒸発装置等の各層に充たし
て使用する。特に粘土鉱物を造粒した場合は、ある程度
通気性を必要とする強制蒸発装置の下層はもちろん、通
常の浄化装置の濾材として使用することもできる。

この濾材を例えば強制蒸発装置の濾材として使用した場
合、その中に含まれる土壌粒子において、好気性微生物
と嫌気性微生物の生息場所の分化が進む。このため、表
層や下層でも特に散気される空気が充分行き渡るところ
では、好気性微生物の繁殖が多く見られるのに対し、空
気が充分行き渡りにくい場所では、予め混ぜた有用嫌気
性微生物が支配的となる。このため、空気が行き渡りに
くい場所でも、従来のように汚水の腐敗が進行せず、従
って硫化水素等、悪性のガスや悪臭を発生しなくなる。

また、粘土鉱物、特にモンモリロナイトは、塩基置換容
量が大きく、膨張性が高いので、高１ い保水性を示す。このため、下層から水を汲み上げて覆
土層の表面から蒸発させる作用が強く、単位面積当たり
効率の高い蒸発が行われる。

以上のようにしてこの発明では、有用嫌気性菌と粘土鉱
物の相乗的作用により、効果的な汚水の浄化と発散を行
うことができるようになる。

特許出願人　小　林　千　明 同　上　飯用宗次 代理人　弁理士　北　條　和　由 ２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、有機物の分解作用を持つ有用嫌気性微生物を粘土鉱
   物に均一に混合して吸着せしめ、その粒子に固定させた
   ことを特徴とする汚水浄化用濾材。 ２、粘土鉱物がモンモリロナイトである特許請求の範囲
   第１項記載の汚水浄化用濾材。 ３、有用嫌気性微生物を糖分、蛋白質、セルロース、リ
   グニン等からなる有機物に接種して、これを嫌気的条件
   のもとて選択的に増殖させると共に、上記有機物を分解
   させ、得られた分解生成物を上記微生物と共に粘土鉱物
   に混合した実用新案登録請求の範囲第１項または第２項
   記載の汚水浄化用濾材。 ４、乾燥した粘土鉱物に有用嫌気性微生物を混合した実
   用新案登録請求の範囲第１項または第２項記載の汚水浄
   化用濾材。