JP6376798B2 - 洗濯排水生物処理製剤を用いた洗濯排水処理装置及び方法 - Google Patents
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Description
また、活性汚泥の評価は活性汚泥浮遊物質(MLSS: Mixed Liquor Suspended Solids)や酸素消費量、pHなどの間接手法で行っている。
図1に示すように、本実施例に係る洗濯排水処理装置10Aは、例えば原子力施設等のプラント設備からの洗濯排水11を一時的に貯留する洗濯排水タンク12と、この洗濯排水タンク12からの洗濯排水11を活性汚泥と曝気混合し生物処理する生物処理槽14と、生物処理した処理済洗濯排水15を貯留する処理水タンク16と、生物処理槽14に、洗濯排水処理製剤21を供給する処理製剤供給装置22と、を備えるものである。
先ず、洗濯排水馴致済の活性汚泥を採取し、遠心分離装置により遠心分離処理(例えば3000rpm、10分)する。
次に、沈殿物を秤量し、凍結乾燥用の容器に移す。
その後、−20°で一晩程度凍結乾燥処置を行う。
なお、保護剤を用いる場合は、凍結乾燥用の容器に移す際に、保護剤を所定量(例えば1〜10%)投入する。
図2は、保護剤を添加しない凍結乾燥化汚泥の写真であり、図3は保護剤を添加した凍結乾燥化汚泥の写真である。
この凍結乾燥処理した凍結乾燥化汚泥は、共に水に分散しやすいものであった。
図4−1は、馴致処理前の汚泥の沈降性を示す写真であり、図4−2は、馴致終了後の汚泥の沈降性を示す写真である。
これにより、保護剤を添加していない凍結乾燥化汚泥は、馴致開始前と較べて馴致終了後では、凍結乾燥化汚泥の沈降性が良好であった。
この結果、懸濁していないので、例えば分離膜内に活性汚泥をいれる場合には、分離膜の目詰まりが発生せず、好ましいものとなる。
図5は、排水処理試験の試験装置の一例を示す図である。
図5に示すように、排水処理試験装置50は、模擬の洗濯排水11を添加部51より所定量添加し、底部に酸素(O2)を供給する曝気部52を備え、活性汚泥13を有する曝気槽54と、この曝気槽54と上部側で連通管55により連通し、活性汚泥13が沈降する沈降槽56とを備えている。処理済洗濯排水15は沈降槽56の上部から排出される。
模擬の洗濯排水としては、NH4Cl(N成分)、KH2PO4(P成分)、洗剤(陽イオン・非イオン界面活性剤含有)を配合したものを用いた。
従来技術のように、下水汚泥を用いて馴致する場合には、泡立ちがあるので、180ppmCOD−Mnの洗濯排水を用いて、間欠的に供給し、泡立ちが終了するまでこれを続けた。
本試験においては、泡立ちは、12日間続き、馴致開始は12日目となった。
よって、12日目から180ppmCOD−Mnの洗濯排水を連続して供給することができた。
そして、17日目に洗濯済排水15のCOD濃度が20ppmCOD−Mnを下回ったので、供給する洗濯排水11の濃度を240ppmCOD−Mnに引き上げて供給した。
しかし、COD濃度の上昇の結果、23日を経過するまで洗濯済排水15のCOD濃度が20ppmCOD−Mnを下回ることができなかった。
凍結乾燥化汚泥を用いて馴致する場合には、180ppmCOD−Mnの洗濯排水を用いた場合、1日で洗濯済排水15のCOD濃度が20ppmCOD−Mnを達成できた。
よって、次に供給する洗濯排水11の濃度を240ppmCOD−Mnに引き上げて供給した。この場合も、引き続き洗濯済排水15のCOD濃度が20ppmCOD−Mnを引き続き達成できたので、8日目に供給する洗濯排水11のCOD濃度を300ppmCOD−Mnに引き上げて供給した。
このCOD濃度が300ppmCOD−Mnというのは、実機適用の負荷濃度であり、洗濯済排水15のCOD濃度が14日目に20ppmCOD−Mnを達成できた。
さらに、従来では、洗濯排水のCOD濃度が例えば300ppmCOD−Mnを超える場合には、生物処理槽に導入する以前において、希釈液を用いて希釈処理する必要があったが、このような希釈処理のための処理水の保管や希釈処理するバッファー槽を縮小、もしくは設置が不要となる。
図8は、従来技術の下水汚泥馴致処理における主要微生物構成比率を示す図である。ここで、図8中、棒グラフは、主要微生物の構成比率(%)である。
泡立ちがある予備馴致においては、主要微生物の構成比率は数%であった。
その後本格馴致を行った場合、主要微生物の構成比率は5%に上昇した、240ppmCOD−Mnに引き上げた場合には、主要微生物の構成比率は12%程度でしかなかった。
また、処理排水の追従比(図中○印)も、本格馴致で240ppmCOD−Mnに引き上げた後は、低下した。
そして、14日目から排水処理能力が投入COD濃度に追従することを確認した。
図10に示すように、3種類のスフィンゴモナス属(Sphingomonas)属の微生物が約半分を占めていることが確認できた。
ここで、図10中、微生物aはSphingomonas、微生物bはSphingobium、微生物cはSphingopyxisである。
表1は、スフィンゴモナス属(Sphingomonas)及びその近縁属(Novosphingobium、Sphingobium、Sphingopyxis)の検出用プライマーを示す。
表2は、検出用プライマー(SPG5〜SPG9)のフォワードプライマーとリバースプライマーを示す。
表3は、Sphingomonas属および近縁微生物の16SrDNA遺伝子アライメント解析から得られた、コンセンサス配列(Bioeditを使ってのコンセンサス配列自動作成結果)を得た後、このコンセンサス配列で、アライメント結果と比較して、共通性が希薄であるとして削除が必要な部分を削除した遺伝子配列を示す。
この遺伝子配列を使っての検出用PCRプライマー(SPG7:アンダーライン)を示す。
レーン1はユニバーサルプライマー、レーン2はSPG1のプライマー、レーン3はSPG5のプライマー、レーン4はSPG6のプライマー、レーン5はSPG7のプライマー、レーン6はSPG8のプライマー、レーン7はSPG9のプライマーである。また、レーン8はユニバーサルプライマー、レーン9はSPG1のプライマー、レーン10はSPG5のプライマー、レーン11はSPG6のプライマー、レーン12はSPG7のプライマー、レーン13はSPG8のプライマー、レーン14はSPG9のプライマー、レーン15はユニバーサルプライマーである。
全ての微生物でDNA増幅できるユニバーサルプライマーと、特定微生物(Sphingomonas属、Novosphingobium属、Sphingobium属、Sphingopyxis属)のみでDNA増幅できる特定プライマー(レーン5のSPG7)を使い、リアルタイムPCR装置にてDNA増幅試験を実施した。
算出は、存在比率(%)=特定微生物DNA(切片I)/(全微生物DNA(切片II)÷1.4)×100=46.6%
図14に示すように、本実施例に係る洗濯排水処理装置10Bは、実施例1の洗濯排水処理装置10Aにおいて、さらに生物処理槽14で生物処理した処理済洗濯排水15中のCODを計測する第2のCOD計測装置19−2を設け、第2のCOD計測装置19−2の計測結果に基づき、制御装置17により、洗濯排水処理製剤21を生物処理槽14に投入するようにしている。
図15に示すように、本実施例に係る洗濯排水処理装置10Cは、実施例2の洗濯排水処理装置10Bにおいて、さらに生物処理槽14のスフィンゴモナス属及びその近縁属を計測する菌叢解析装置(例えばリアルタイムPCR計測装置)25を設け、この菌叢解析装置(リアルタイムPCR計測装置)25の計測の結果に基づき、制御装置17により、洗濯排水処理製剤21を生物処理槽14に投入し、生物処理槽14の主要微生物構成比率を上昇させることができる。
図16に示すように、本実施例に係る洗濯排水処理装置10Dは、実施例2の洗濯排水処理装置10Bにおいて、前記生物処理槽14からの活性汚泥13を引き抜く引き抜き手段である引き抜きライン31と、この引き抜いた活性汚泥13を凍結乾燥して、洗濯排水生物処理製剤21を製造する凍結乾燥装置32とを備えている。
図17に示すように、本実施例に係る洗濯排水処理装置10Eは、実施例4の洗濯排水処理装置10Dの引き抜いた活性汚泥13を凍結乾燥して、洗濯排水生物処理製剤21を製造する凍結乾燥装置32を設置すると共に、この製造した洗濯排水生物処理製剤21を自社内のプラントで用いると共に、外部40へ供給して販売、提供等を行うものである。
11 洗濯排水
12 洗濯排水タンク
13 活性汚泥
14 生物処理槽
15 処理済洗濯排水
16 処理水タンク
18 放水
19−1 第1のCOD計測装置
19−2 第2のCOD計測装置
21 洗濯排水処理製剤
22 処理製剤供給装置
31 引き抜きライン
32 凍結乾燥装置
Claims (10)
- プラント設備からの洗濯排水を一時的に貯留する洗濯排水タンクと、
前記洗濯排水タンクからの洗濯排水を活性汚泥と曝気混合し生物処理する生物処理槽と、
生物処理した処理済洗濯排水を貯留する処理水タンクと、
前記生物処理槽に、前記洗濯排水を用いて馴致した洗濯排水馴致済み活性汚泥を凍結乾燥してなると共に、菌の表層にスフィンゴ脂質を有するスフィンゴモナス属及びその近縁属を含む凍結乾燥化汚泥である洗濯排水生物処理製剤を供給する供給装置と、
前記生物処理槽のスフィンゴモナス属及びその近縁属を計測する菌叢解析装置と、
前記菌叢解析装置の計測の結果に基づき、前記洗濯排水生物処理製剤を投入することを実行する制御装置とを備えることを特徴とする洗濯排水処理装置。 - 請求項1において、
前記生物処理槽の生物処理を悪化させる水質の変化を検知した際、
前記洗濯排水処理製剤を投入することを実行する制御装置とを備えることを特徴とする洗濯排水処理装置。 - 請求項1において、
前記洗濯排水タンクのCODを計測する第1のCOD計測装置と、
前記第1のCOD計測装置の計測結果に基づき、前記洗濯排水処理製剤を前記生物処理槽に投入することを実行する制御装置とを備えることを特徴とする洗濯排水処理装置。 - 請求項1において、
前記生物処理槽で生物処理した処理済洗濯排水中のCODを計測する第2のCOD計測装置と、
前記第2のCOD計測装置の計測結果に基づき、前記洗濯排水処理製剤を前記生物処理槽に投入することを実行する制御装置とを備えることを特徴とする洗濯排水処理装置。 - 請求項1乃至4のいずれか一つにおいて、
前記生物処理槽からの活性汚泥を引き抜き手段と、
引き抜いた活性汚泥を凍結乾燥して、洗濯排水生物処理製剤を製造する凍結乾燥装置とを備えることを特徴とする洗濯排水処理装置。 - 請求項5において、
前記凍結乾燥装置で製造した洗濯排水生物処理製剤を前記供給装置に供給することを特徴とする洗濯排水処理装置。 - 請求項1乃至6のいずれか一つにおいて、
前記凍結乾燥化汚泥に保護剤を添加することを特徴とする洗濯排水処理装置。 - 請求項1の洗濯排水処理装置を用い、
前記生物処理槽の生物処理を悪化させる水質の変化を検知した際、
前記洗濯排水処理製剤を投入すると共に、
前記生物処理槽の生物処理を悪化させる水質の変化を、前記生物処理槽のスフィンゴモナス属及びその近縁属を計測することにより求めることを特徴とする洗濯排水処理方法。 - 請求項8において、
前記生物処理槽の生物処理を悪化させる水質の変化を、
前記洗濯排水タンクのCODの計測により求めることを特徴とする洗濯排水処理方法。 - 請求項8において、
前記生物処理槽の生物処理を悪化させる水質の変化を、
前記生物処理槽で生物処理した処理済洗濯排水中のCODの計測により求めることを特徴とする洗濯排水処理方法。
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