抗生物質製造廃水処理装置

(1)

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抗生物質製造廃水処理装置

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容

梗

概

批【二物貿製造廃水処理装掛こついては日本ではまだその実施例がない｡明治製菓株式会祉妃柄_L場に馴与装置を納入するに際し,設計諸元を明らかにするために処坪法について検討した｡本廃水ほその性状からみて′ト物処理が最適であると考えられた｡勺三物処理は人別して活性スラッジ払散布炉床法,メタン醗酵法およぴそれF)の滋土合方式がある｡今臥よ廃水の希釈に使用し得る雑廃水が多量にあること,敷地に制限のあることから活性スラッジ法を採用した｡処理実験から処理装置の中心となる曝気椚の容積は1,000m3であることが求ガ)られた｡処理装熟ま抑1138 年1n月に`ぷ成し,以後良好な処理成績をあげている｡

l.緒

口約50年前活性スラッジ法が下水処理に応用されて以来(1),下水処理については数多くの資料が発表されている｡家庭からの排水が主体となっている下水はだいたい同質なものと見なしてよく,したがって￣F水処理設備の計画に際しては共通した下水処理の基準を過関することができる｡工場廃水ほその性質が製■冒■や,製造工程によって異なってくる｡それゆえ工場廃水を下水と混合処理する場合ほ,条件によっては下水処理の基準を適用できるが,工場廃水を単独で処理する場合は下水処理の基準をそのまま適用することはできない｡工場廃水の処理装置を製作するに際しては,その処理の可能性についてよく検討することが必要である｡抗生物質,特にペニシリン,ストレプトてイシソの製造廃水処理に関してはアメリカにおいてよく研究されている｡ Heukelekian氏(2)ほメタン醗酵法によi)BOD除去率80%を得ている｡Hilgart(3),Br叩n(4),Liontas(5),Pitts〔6),Tompkins代ら(7) は散布炉床法により,Mann氏(8)は活性スラッジ法により,Muss 灯9)は散布炉床･活性スラッジ両法の併用によりBOD除去率90% 以上を得ている｡Dryden氏(10)らは抗生物質･ビタミソ･コルチゾソの混合廃水を活性スラッジ法により処理してBOD除去率91%を得ている｡Howe氏(11)は廃水を捕性スラッジ法で処理したのら,塩素処理し,散布炉恥こかけ,最後に掩曝気してBOD除去率90､95% であったと報告している｡Mckinney氏〔12)はペニシリソ製造廃水を活性スラッジ法で処理しCOD除去率95%,BOD除去率99%以上であることを報告している｡Molof氏(13)ほ廃水を散布炉床にかけたときのBOD負荷は1･5kg/m3/dayであるが,耐生スラッジ法では2kg/m3/dayであると報告している｡今回,抗生物質製造廃水処理装置を作製するに際し廃水処押法について研究を行なった｡ペニシリン,ストレプトマイシソ,カナマイシソの製造廃水をそれぞれ単独または況介して活性スラッジ法により処理実験を行なった結果,COD除去率82･4%,BOD除去率99.4%,COD負荷ほ平均1･66kg/ma/dayであることがわかった｡この練熟こ基づいて処理基準を求め,装置を作製した｡ (1)用語と記号の説明 (i)活性スラッジ法弟1図に活性スラッジはの基本形式

を示す｡おもな処理設備は曝気槽と沈由没池である｡曝気槽では

生物的に分解されやすい有磯物を含む廃水が,活性スラッジと日立製作所亀有工場稚水曝1t珊 ;J人i■ノミてラ･/J 沈坦‡池処J=こ 1ミ刺スラノン第1図活性スラッジ召この某本形式総称される微生物群によって分解されて,それ以上分解されない(すなわち腐敗しない)安定な形になる｡次に沈殿池で,析性スラッジは沈降し,清澄になった上澄液は処排水として放流される｡沈降した活性スラッジの∵部は曝気槽中の活性スラッン濃度を一定に保つために返送する｡また,活性スラッジは生物であるから増殖する｡したがって過剰になった活性スラッジは余剰スラッジとして廃棄する｡ (ii)BOD(Biochemicaloxygendemand) _{生物化･‡州勺摂} 表要求量と訳されている∩水中に含まれている有機物琵が打㌔も性徴生物によって酸化分解され′安定な無棟酸化物やガス附こなるまでに要する酸素量のことで,普通20℃で5日間析蒸した際の醸素消費量をppmで表わすっ BODの値ほ僻敗性有機物質の多寡む/六し,下水やす†健脚馴( の汚染の度合を知るのに役だつ｡ (iii)COD(Chemicaloxygen _demand) _{化′､邦勺酸素要求} 量と訳されている｡水中に含まJLている酸化されやすい物矧こより消費される垂クロム酸カリウムまたは過てンガン酸カリウムの量から消費された酸素の量をppmで表わす｡有機物中の炭素と水素は酸化剤により酸化されるので,COD の値は水の有機性汚染の度合を示す｡本鞘ではJISK-0101-1960工業用水試除法の過てンガン僧カリウム酸性100℃30分加熱の方法を用いた｡ 2. 処二哩方法廃水水質廃水量(平均) 処理水水質

廃水処理装置の計画要目

枯件スラッジ法務l表に示す 180111B/day COD _20ppnl以下 BODlOppIllll下

3.抗生物質の製造工程と廃水の出所

本報で扱う抗与卜物賀のうち,ストレプトマイシン,ペニシリンについてその製造系統図(1壬)を舞2,3図に示し廃水の出所の概略をホす｡

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(2)

1818 _{昭和39年11月} 第1-メ壬〃Uヽノ水水 =発

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験抗′卜物質鮎告廃水が処叶叶拒かかか,またそのfl捕f を求めるを行な/)た｡ 5001111の三内フラスコに廃水と析性スラッジの混斤旅300nllを入力し,25℃でロータリシェーカ(阿転数160rpm,円転半径35mlll)により振とう曝気し, 了甲殻即ちにとにCODの減少量を求めた〔氾令液は海水に活性スラッジを掠加しスラッジ濃檻 5､6%とした〔第2表に紀州女の組成を示す〔処理結果を第4∼9 図にホす〔処桝結果からCOD!帥守を求めると舞3表のようになる｡上述のバッチ実験によr)抗′ト物既拳法造廃水の処理可能なことがわかったので,さF〕に5口関連航して第4表にホすCOD負荷になるように廃水をfが満子し地坪実験を才一f･な･-,たりその結果を弟5表および舞る表にホすへ連続処即実牧よりバッチ実験により求められたCOD負柳〕亥当なことがわかる〔

(3)

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5.工業化のための検討

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(4)

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る.廃水処理装置の仕様

焼バく池上‥11与矧筐の仕様をフローシートとして第11図にホす: 第12図こ原廃水ポンプ,希釈水ポンプなどを示す｡第13図は朽 i心iミンブ･汚泥返送ポンプ(左側),ルーツプロワ(右側)および共乍脱水槻(仁使方)であるっ _{また第14図は廃水貯槽である(廃水貯槽} の後プブに見えるタンクiこほ号製造⊥程巾咤出されるl頓性およびアルカリ性液が,】二場内で,いったんアノしカリ性に転換されて送られてくるのを小和するための硫酸を入れてある〔この中和操作は二段式〟) pH凋淋こより日朝的iこ完全に行なわれる(また,廃水貯槽の左側しこ曝気管が見えるが,これほ貯槽中で廃水が腐敗するのを防止するための￣州壬f曝気を行なうためのものである｡第15図ほ曝気槽(後方)および沈殿槽(前方)を示す｡第46巻第11号第13国儀械室内部

抗諾芸

第14図廃水貯槽第15図曝気槽および沈殿槽

7.結

口 (1)抗生物質(ストレゾト＼′イシン,カナマイシン, ンノ製造廃水の活性スラッジ法による処理実験の結果, (平均)1.6lくg/m3/dayであった｡ペニシリ CO工)負荷 (2)いずれの廃水も連続処理可能であり,特に処理効果に妨害を及ばす凶子は見出されなかった｡処理水は無臭･透明であった｡

(5)

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平均除去率はCOD84.3%,BOD99.4%,抒遊物97.8%であった｡ (3)処月〔実験結果に基づいた廃水処稚装i2三亡の各機器の什様について述べた｡ (4)木I尭水処二恥矧柑･よ昭不｢138年10仰ごノ亡成し,ijは続いて析件スラッジの依析および馴養を行なったのち処理を開始した｡月エイ仁艮女fな処理成紡をあけている｡終.わりに実験に種々ご似什をいただいた二】二実技術あ三醗障研究所小野博七および同研究所第3都の終位ならびに廃水処背王装躍の完成にご指導,ご激励を￡削っった明治製胞株式会什の各位己･こ探.妊の謝意を表わす次第である∩ 参考文献 (1)Arden,E.,and Loclくett,W.1'∴`

0Ⅹidation _of Sewage _witllOut the

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フ 345678910 5 6 1 1 水処 A.A.Hilgart J.M.Brown: J.A.Liontas H.W.Pitts: +当!

装

置

1821 Sewage _{andInd.Wastes,22,207(1950)} SeⅥrage _{andInd.Wastes,23,1017(1951)} Sewage _{andInd.Wastes,2る,310(1954)} Sewage _{andInd.Wastes,27,970(1955)} L.B.Tomplくins:Sewage _{andInd.Wastes,29,1161(1957)} U.T.Mann:Sewage _{andInd.Wastes,23,1457(1951)} D.L.Muss:Sewage _{andInd.Wastes,23,486(1951)} F.E.Dryden _et _{al:BiologicユITreatmentofSew昭eand} IndustrialWastes,VolunleI.Aerobic Oxidation,Ed.by B.J.McCabe,F.S.C.and W.W.Eckenfelder,Jr.p.360 (1956)Reinhold Pub.Corp.

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特

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の

紹

介

ン〃型Geを基本休とするようなf?金接｢川まトランンスタの下E流増幅率を人ならしめ,Lかもエミッタ電流の哨大に伴って前記椚幅ヰミが急激に減少するのを防く√‖的でエミッタ`r￣馴玩の材料にⅠ!1を1一三収分とし _{こかに小品のGユ,Al,Bを含む合金が用いられることほ虹} く子fなわれている〔この方法は憤化の影ユ浮を受けやすく,還元性劣囲気小で燃付を施す場介にほ小当な広がりを生ずる〔Lかも削収軟り与にLて削りつきやすく,焼付操作の日動化が‡胡雉であった〔本発明ほ_卜述の従米の難点を解汁iした新規なエミ _{ッタ√†金柑料を} 提供するもので,その要旨を略述すれ;土,AuとGeとから伐るで干魚な_i工場分としこ加にGa,Al,Bのうち少たくとも1種を30(重益) %u卜の捌√†で含む什金によりエミッタ′副戟材料を構成するものである｡胤丘‖まAu-Gei†Z衡状態図で,Lは液体の状態,(l′は固体の状態を表わす1Au-Ge令金の況令比はAu88%,Ge12%で,今該介企をタ‡型Ge基休上に載匠L後,弘也を356℃にすれは合金は桁解L, さらに商況に加熱すれは基体GeがAu-Ge線虫紋に溶け込む〔500℃ になかは糾朋の共一弘合金に対LてGeが6%桁解する｢合金材料はGeの割合が8∼40%が適当である〔またr‡金村料に少罷のInSn,Pb,Zn,Sbなどを加えることもできる｡この際,Ga, Al､Bのうち少なくとも1種を30%以卜の1別たで含むことはもちろんである〔卜述した【tうに本発明では電柚r†金にAuと Geが共存しノているので基休の洋子解ほ徐々に行■なオ_〕れ平4山こして火陥の少ないPN桜伴野正美･桜川 _￣∫t√充鈴木道夫･高人山ジスタ fTを形成せしめうる〔また仕1∴げェッ一千もr打伸一で,べ-1ス机抗の岬大をl巧く､､ことが･1†能である〔またエミ _{ッタ電11如〕酸化をうけにくい} など種々の利∴【､=∫をする｡ (ノ上1ホ†) l,1r)n l,0〔)0 900 ハリハU 六 [-ン砦∋ 60() ナニ 5()0 竜≒ 云一-1′i乙)0 30(1 2(州 10〔) 1,り63=ぐ 936qC 爪∪ 40 5n f氾 70 80 90 1〔)(1 Gビ旨有‡一=前1.;_) ; 0 nlU O 7() 60 50 4() 30 20 10 n 食含イ】■ム上(必lてニ%〕