(57)【要約】【課題】クラフトパルプ排水を含む被処理水を嫌気処理槽で嫌気処理する方法及び装置において、嫌気処理槽の運転を安定化させる。【解決手段】クラフトパルプ排水を含む被処理水を、非生物流動性担体を充填した嫌気処理槽に供給して嫌気処理するクラフトパルプ排水の処理方法及び装置において、該嫌気処理槽に供給する被処理水のＴＯＣ濃度を１００〜３００ｍｇ／Ｌに制御する。好ましくは、嫌気処理槽の処理水を好気性処理し、この好気処理水を原水に添加して嫌気処理槽供給水のＴＯＣ濃度を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クラフトパルプ排水を含む被処理水を、非生物流動性担体を充填した嫌気処理槽に供給して嫌気処理するクラフトパルプ排水の処理方法において、
該嫌気処理槽に供給する被処理水のＴＯＣ濃度を１００〜３００ｍｇ／Ｌに制御することを特徴とするクラフトパルプ排水の処理方法。
【請求項２】
請求項１において、嫌気処理槽に供給する被処理水のＴＯＣ濃度を希釈水の添加により制御することを特徴とするクラフトパルプ排水の処理方法。
【請求項３】
請求項２において、前記嫌気処理槽の処理水を好気性処理する好気性処理工程を有し、この好気性処理工程からの処理水を前記希釈水として用いることを特徴とするクラフトパルプ排水の処理方法。
【請求項４】
請求項２又は３において、前記嫌気処理槽への供給水のＴＯＣを計測し、この計測されたＴＯＣ濃度が１００〜３００ｍｇ／Ｌとなるように前記希釈水の添加量を制御することを特徴とするクラフトパルプ排水の処理方法。
【請求項５】
クラフトパルプ排水を含む被処理水を、非生物流動性担体を充填した嫌気処理槽に供給して嫌気処理するクラフトパルプ排水の処理装置において、
前記嫌気処理槽に供給される被処理水のＴＯＣを計測する計測手段と、
該計測手段で計測されたＴＯＣ濃度が１００〜３００ｍｇ／Ｌとなるように前記被処理水に希釈水を添加する希釈水添加手段と
を備えたことを特徴とするクラフトパルプ排水の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クラフトパルプ排水、即ち、クラフトパルプ工場より排出される有機性排水を処理する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、クラフトパルプ工場より排出されるクラフトパルプ排水の処理法として、好気性菌を用いた好気処理法が広く用いられている。しかし、好気処理法はエネルギー消費量が多く、また余剰汚泥の処理が問題となる。一方、嫌気処理法は食品産業などの高濃度排水の処理に利用されており、好気処理法と比較して曝気が不要であるためエネルギー消費が低く、汚泥発生量が少ないといったメリットがある。また、排水処理後に発生するメタンガスをエネルギーとして利用可能である点においても有利である。
【０００３】
嫌気処理法の改良法として、嫌気グラニュールを用いた上向流嫌気性汚床法（ＵＡＳＢ法）が開発されており、特許文献１には、クラフトパルプ排水をＵＡＳＢ法で嫌気処理する方法として、クラフトパルプ排水中のイオウ分を除去した後、該排水と高分子炭水化物を含有する排水とを混合し、これをメタン発酵リアクターに供給する方法が提案されている。
【０００４】
クラフトパルプ排水には多量の油脂、メタノール、イオウ分、樹脂酸などの菌体阻害物が含まれており、嫌気グラニュールの解体や処理不良を引き起こす。そのため、クラフトパルプ排水の処理のための嫌気処理槽を立ち上げるには、原水を４倍に希釈した希釈クラフトパルプ排水を４ヶ月以上通水するという低負荷立ち上げ運転を行うようにしており、立ち上げ期間が長いものとなっていた。
【０００５】
特許文献２には、クラフトパルプ排水を処理するための嫌気処理槽の立ち上げ期間を短縮するクラフトパルプ排水の処理方法として、クラフトパルプ排水を、非生物流動性担体を充填した嫌気処理槽に供給して嫌気処理するクラフトパルプ排水の処理方法において、該嫌気処理槽を立ち上げるに際し、ＣＯＤ除去率が所定値となるように、クラフトパルプ排水を希釈水で希釈して該嫌気処理槽に供給すると共に、この希釈水として嫌気処理水を好気処理した好気処理水を用いる方法が記載されている。
【０００６】
このようにクラフトパルプ排水を処理するための嫌気処理槽の立ち上げに際して、非生物流動性担体を収容した嫌気処理槽に希釈クラフトパルプ排水を供給し、この希釈倍率を徐々に低くすることにより嫌気処理槽の立ち上げが早くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３１７４３６４号公報
【特許文献２】特開２０１２−２１０５８４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献２では、嫌気処理槽の立ち上げ時は処理能力をＣＯＤ濃度（測定に２時間程度かかる）で判断し、少しずつ排水濃度を上げていく（００１９，００２０段落）。
【０００９】
嫌気処理槽が立ち上がり、安定運転時になると、嫌気処理槽の処理能力は高くなっているが、負荷変動により過負荷になると安定運転が妨げられる。そのため、嫌気処理槽が過負荷とならないように嫌気処理槽負荷を制御することが重要となる。ところが、安定運転時においても、立ち上げ時から継続してＣＯＤを指標にして負荷を制御すると、ＣＯＤ測定には長時間（約２時間）を要するので、負荷変動に迅速に対応することができない。
【００１０】
また、クラフトパルプ排水は硫化物を含み、ＣＯＤの場合は硫化物も検出するため、クラフトパルプ排水濃度を正確に測定することができないので、負荷変動に正確に対応することができない。
【００１１】
本発明は、クラフトパルプ排水を含む被処理水を、非生物流動性担体を充填した嫌気処理槽に供給して嫌気処理するクラフトパルプ排水の処理方法において、該嫌気処理槽の処理能力を維持し、安定運転するために、ＴＯＣ濃度が所定値となるように、クラフトパルプ排水を希釈水で希釈して該嫌気処理槽に供給すると共に、この希釈水として嫌気処理水を好気処理した好気処理水を用いる方法において、負荷変動に迅速に対応して効率よく安定して処理することができるクラフトパルプ排水の処理方法及び装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のクラフトパルプ排水の処理方法は、クラフトパルプ排水を含む被処理水を、非生物流動性担体を充填した嫌気処理槽に供給して嫌気処理するクラフトパルプ排水の処理方法において、該嫌気処理槽に供給する被処理水のＴＯＣ濃度を１００〜３００ｍｇ／Ｌに制御することを特徴とする。
【００１３】
本発明のクラフトパルプ排水の処理方法では、嫌気処理槽に供給する被処理水に希釈水を添加することにより前記ＴＯＣ濃度を制御することが好ましい。この場合、前記嫌気処理槽の処理水を好気性処理し、この好気性処理水を前記希釈水として用いてもよい。また、嫌気処理槽への供給水のＴＯＣを計測し、この計測されたＴＯＣ濃度が１００〜３００ｍｇ／Ｌとなるように前記希釈水の添加量を制御することが好ましい。
【００１４】
本発明のクラフトパルプ排水の処理装置は、クラフトパルプ排水を含む被処理水を、非生物流動性担体を充填した嫌気処理槽に供給して嫌気処理するクラフトパルプ排水の処理装置において、前記嫌気処理槽に供給される被処理水のＴＯＣを計測する計測手段と、該計測手段で計測されたＴＯＣ濃度が１００〜３００ｍｇ／Ｌとなるように前記被処理水に希釈水を添加する希釈水添加手段とを備えたものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のクラフトパルプ排水の処理方法及び装置では、嫌気処理槽に供給する被処理水のＴＯＣ濃度を１００〜３００ｍｇ／Ｌに制御する。ＴＯＣは、有機炭素のみを検出するものであり、ＴＯＣ計により迅速に検出できるので、ＣＯＤ検出値に基づく制御に比べて負荷変動に迅速に対応することができ、クラフトパルプ排水を安定して処理することが可能となる。
【００１６】
嫌気処理槽に流入する被処理水に希釈水を添加することにより、クラフトパルプ排水のＴＯＣ変動に迅速に追従して該被処理水のＴＯＣ濃度を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施の形態に係るクラフトパルプ排水の嫌気性処理方法のフロー図である。
【図２】実験結果を示すグラフである。
【図３】実験結果を示すグラフである。
【図４】実験結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明において処理対象となるクラフトパルプ排水は、クラフトパルプ工場より排出される有機排水であり、通常はＴＯＣ１３００〜２４００ｍｇ／Ｌ、ＣＯＤＣｒ５０００〜９０００ｍｇ／Ｌ程度である。
【００１９】
本発明では、このクラフトパルプ排水をまず必要に応じ希釈した後、ｐＨ６〜８にｐＨ調整するのが好ましい。ｐＨ調整を行う場合、酸又はアルカリを添加してｐＨ調整を行うｐＨ調整槽を設けるのが好ましいが、酸又はアルカリをライン添加してもよい。ｐＨ調整に用いる酸としては、塩酸、硫酸等が好適であり、アルカリとしては水酸化ナトリウム等が好適である。
【００２０】
排水の生分解性等の条件により異なるが、嫌気処理槽への流入水は、ｐＨ６〜８特に６．５〜７．５、温度２５〜４０℃特に３０〜３５℃であることが好ましい。クラフトパルプ排水は３５℃前後の場合が多いが、必要に応じて、ｐＨ調整槽に加温装置を設置する。嫌気処理槽への被処理水の流入速度はＨＲＴ２〜２４時間好ましくは２〜８時間が適当である。
【００２１】
嫌気処理槽には非生物流動性担体を充填する。非生物流動性担体としては、比重、粒径の調整が容易な合成樹脂製担体が好ましく、粒径１〜５ｍｍ、好ましくは２．５〜４ｍｍ、沈降速度として２００〜５００ｍ／ｈをもつものが好ましいが、これに限定されない。非生物流動性担体を用いることにより、処理が安定し、高負荷運転が可能となる。嫌気処理槽は、攪拌機等を用いる完全混合型反応槽、水流と発生ガスにより槽内を混合する上向流型反応槽等が好適である。
【００２２】
本発明では、嫌気反応槽に流入する被処理水のＴＯＣ濃度が１００〜３００ｍｇ／Ｌ、好ましくは１００〜２５０ｍｇ／Ｌ特に好ましくは１２０〜２５０ｍｇ／Ｌとりわけ１５０〜２３０ｍｇ／Ｌとなるように必要に応じ希釈水を被処理水に添加する。具体的には、嫌気反応槽流入水をＴＯＣ計によりモニタリングし、嫌気反応槽流入水のＴＯＣ濃度が上記範囲を超えないように希釈水の添加を制御するのが好ましい。なお、嫌気反応槽に流入する被処理水のＴＯＣ濃度が３００ｍｇ／Ｌを超えると、過負荷となり、生物処理効率が低下すると共に、担体が浮上し易くなる。このＴＯＣ濃度が１００ｍｇ／Ｌよりも低いと、嫌気反応槽の滞留時間が非常に長くなる。また、希釈水を添加する場合にあっては、希釈水の添加量が徒に多くなる。
【００２３】
この希釈水としては、嫌気処理槽流出水を好気処理した好気処理水を用いてもよい。好気処理方式としては、活性汚泥法、担体流動法などを採用することができるが、これらに限定されない。ただし、希釈水としては工業用水や、低ＴＯＣ濃度の他の排水などを用いてもよい。希釈水の添加はｐＨ調整の前でも後でもよい。
【００２４】
本発明では、嫌気処理水の一部を嫌気処理槽の前段に返送してもよい。この場合、返送量を嫌気処理槽への被処理水流入量に対して０．１〜１０倍、特に０．１〜５．０倍程度となるように調整する。これにより、被処理水の濃度変動に対応でき、アルカリ使用量の削減、嫌気処理の安定化、高効率化を図ることができる。
【００２５】
本発明では、嫌気処理槽の立ち上げ時は菌体量が少なく処理能力が低いため、立ち上げ開始時には嫌気処理槽流入水のＴＯＣ濃度を低くするように高倍率にて希釈水を添加し、希釈倍率を段階的に下げながら嫌気反応槽に流入する被処理排水のＴＯＣ濃度を上げていくことが好ましい。排水の流入速度を略一定とすることで、立ち上げ時の希釈水量を低減することができる。クラフトパルプ排水のＴＯＣ濃度は通常１３００〜２４００ｍｇ／Ｌ程度であり、立ち上げ時に最初に嫌気処理槽に供給する希釈クラフトパルプ排水のＴＯＣ濃度は１３０〜２４０ｍｇ／Ｌ程度とし、段階的に嫌気反応槽に流入する被処理排水のＴＯＣ濃度を上げるのが好ましい。
【００２６】
以下、本発明方法の実施に好適なクラフトパルプ排水の処理装置について図１を参照して説明する。
【００２７】
クラフトパルプ排水は原水槽１に導入され、ポンプ（図示略）を有したライン２によりｐＨ調整槽３に導入される。このｐＨ調整槽３に必要に応じ酸又はアルカリが添加され、ｐＨ５〜８に調整される。この原水槽１、ライン２及びｐＨ調整槽３のいずれかに対し希釈水がポンプ及び流量調節弁（図示略）よりなる添加手段によって添加可能とされている。
【００２８】
ｐＨ調整槽３内の液は、ポンプ４によって嫌気処理槽５の底部に導入され、上向流にて通水される。この実施の形態では、嫌気処理槽５内に非生物流動性担体の流動床５Ａが形成されており、嫌気処理が行われる。担体流動床５Ａを通り抜けた処理水（上澄水）の一部は、スクリーン５ａ及び返送ライン６を介してｐＨ調整槽３に返送され、残部はスクリーン５ｂを介して取り出される。槽５内で発生したメタンガスは槽頂のガス取出ライン５ｃより取り出される。なお、この嫌気処理水の少なくとも一部を好気処理し、この好気処理水の少なくとも一部を希釈水として用いてもよい。
【実施例】
【００２９】
以下に実施例および比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【００３０】
［実施例１］
図１に示す装置において、クラフトパルプ排水を希釈してＴＯＣ１７０〜５００ｍｇ／Ｌ、ＣＯＤＣｒ８００〜１９００ｍｇ／Ｌ、ＢＯＤ３００〜７００ｍｇ／Ｌ、メタノール４５０〜１１００ｍｇ／Ｌ、ＳＯ４３０〜８０ｍｇ／Ｌとしたものを原水とし、この原水を以下の条件にて処理した。
【００３１】
ｐＨ調整槽：容量約３Ｌ
嫌気処理槽：直径１５ｃｍ、高さ６０ｃｍ、容量約１０Ｌ
【００３２】
通水条件は、通水量８０Ｌ／ｄ、嫌気処理槽ＨＲＴ３．５時間、ｐＨ調整槽３のｐＨ７．５とした。嫌気処理槽の担体としては、平均粒径２．５ｍｍのポリオレフィン系樹脂担体を用い、担体の充填量は槽内保有水量（体積）の４０％とした。また、種汚泥として嫌気処理槽に分散状の嫌気汚泥（３００００ｍｇＶＳＳ／Ｌ）を２Ｌ投入した。嫌気処理槽流入水のＴＯＣ濃度をＴＯＣ計で測定し、このＴＯＣ濃度が１７０〜２００ｍｇ／Ｌとなるように希釈水として水道水をライン２に添加した。
【００３３】
嫌気処理水のｐＨ調整槽３への返送量は、嫌気処理水の５０％とした。
【００３４】
原水、嫌気処理槽の流入水及び嫌気処理水のＴＯＣ濃度の経時変化を図２に示す。
【００３５】
［実施例２］
嫌気処理槽流入水のＴＯＣ濃度が２５０〜３００ｍｇ／Ｌとなるように希釈水添加を制御したこと以外は実施例１と同様にして希釈したクラフトパルプ排水を処理した。原水、嫌気処理槽の流入水及び嫌気処理水のＴＯＣ濃度の経時変化を図３に示す。
【００３６】
［比較例１］
嫌気処理槽への通水開始後、２３日目以降に嫌気処理槽流入水のＴＯＣ濃度が３００〜５００ｍｇ／Ｌとなるように希釈水添加を制御したこと以外は実施例１と同様にして希釈したクラフトパルプ排水を処理した。原水、嫌気処理槽の流入水及び嫌気処理水のＴＯＣ濃度の経時変化を図４に示す。
【００３７】
＜考察＞
図２，３の通り、嫌気処理槽流入水のＴＯＣ濃度を３００ｍｇ／Ｌ以下とした実施例１，２の場合には嫌気処理水のＴＯＣ濃度が低くなり、ＴＯＣ除去率が高くなる。特に実施例１のように嫌気処理槽流入水のＴＯＣ濃度を約２００ｍｇ／Ｌとすることにより、嫌気処理水のＴＯＣ濃度が５０ｍｇ／Ｌ以下となり、ＴＯＣ除去率が８５％以上ときわめて効率よくクラフトパルプ排水を処理することができる。実施例２でも、ＴＯＣ除去率は６０％以上である。これに対し、比較例１では、ＴＯＣ濃度が３００ｍｇ／Ｌを超えた２３日目以降に、嫌気処理水のＴＯＣ濃度が著しく上昇し、ＴＯＣ除去率が平均して６０％以下に低下することが認められた。
【００３８】
なお、実施例１，２では運転期間中に担体の浮上は確認されなかったが、比較例１では嫌気処理槽流入水のＴＯＣ濃度３００ｍｇ／Ｌの場合、担体が少しずつ浮上し、４００ｍｇ／Ｌになるとすべての担体が浮上し、安定運転が困難になった。
【００３９】
以上の実施例及び比較例より、本発明によれば、クラフトパルプ排水を嫌気処理する方法において、嫌気処理工程に流入する排水のＴＯＣ濃度を１００〜３００ｍｇ／Ｌに制御することにより、クラフトパルプ排水が安定して処理されることが確認された。
【符号の説明】
【００４０】
１  原水槽
３  ｐＨ調整槽
５  嫌気処理槽
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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