(57)【要約】【課題】銅を含有する有機性排水を好適に嫌気性処理する。【解決手段】嫌気性処理システム１では、送水管Ｌ２に設けられた硫黄化合物添加手段Ｌ５０によって硫黄化合物を有機性排水に対して添加することにより、硫黄化合物の還元により生成された硫化物イオン（Ｓ２−）を銅イオン（Ｃｕ２＋）と反応させて硫化銅を析出されることで、銅イオンが嫌気性処理槽１２に導入されることを抑制することができる。これにより、嫌気性菌の処理性能の低下を抑制し、好適に有機性排水の嫌気性処理を行うことができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅を含有する有機性排水を導入し嫌気性処理する嫌気性処理槽と、
前記嫌気性処理槽よりも前段で、硫黄化合物を前記有機性排水に対して添加する硫黄化合物添加手段と、
を備える嫌気性処理システム。
【請求項２】
前記嫌気性処理槽の前段で前記有機性排水を前段処理する前段処理槽をさらに備え、
前記硫黄化合物添加手段は、前記前段処理槽又はそれよりも前段に設けられる請求項１記載の嫌気性処理システム。
【請求項３】
前記前段処理槽から前記有機性排水の一部を引き抜き、前記前段処理槽へ返送する撹拌ラインをさらに備え、
前記硫黄化合物添加手段は、前記撹拌ライン上に設けられる請求項２記載の嫌気性処理システム。
【請求項４】
銅を含有する有機性排水を嫌気性処理槽に導入し嫌気性処理する嫌気性処理工程と、
前記嫌気性処理槽よりも前段で、硫黄化合物を前記有機性排水に対して添加する硫黄化合物添加工程と、
を備える嫌気性処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、嫌気性処理システム及び嫌気性処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、有機成分が含まれる有機性排水を嫌気的に処理して処理水を得る嫌気性処理装置として、例えば下記特許文献１に記載の嫌気性処理装置が知られている。この嫌気性処理装置は、有機性排水を前処理槽に導入して前処理を行った後、メタン発酵槽においてメタン発酵処理を行うことで有機物を分解し、有機物濃度を低下させた処理水を得ている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−３２８３８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような嫌気性処理装置において銅（Ｃｕ）を含有する有機性排水の処理を行おうとすると、銅イオンが生物阻害性を有するために嫌気性菌の処理性能が低下し、処理水水質に影響する可能性がある。
【０００５】
本発明は上記を鑑みてなされたものであり、銅を含有する有機性排水を好適に嫌気性処理することが可能な嫌気性処理システム及び嫌気性処理方法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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係る嫌気性処理システムは、銅を含有する有機性排水を導入し嫌気性処理する嫌気性処理槽と、前記嫌気性処理槽よりも前段で、硫黄化合物を前記有機性排水に対して添加する硫黄化合物添加手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係る嫌気性処理方法は、銅を含有する有機性排水を嫌気性処理槽に導入し嫌気性処理する嫌気性処理工程と、前記嫌気性処理槽よりも前段で、硫黄化合物を前記有機性排水に対して添加する硫黄化合物添加工程と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
上記の嫌気性処理システム及び嫌気性処理方法では、嫌気性処理槽よりも前段で硫黄化合物を有機性排水に対して添加することにより、硫黄化合物の還元により生成された硫化物イオンを銅イオンと反応させて硫化銅を析出させることで、銅イオンが嫌気性処理槽に導入されることを抑制することができる。これにより、嫌気性菌の処理性能の低下を抑制し、好適に有機性排水の嫌気性処理を行うことができる。
【０００９】
ここで、前記嫌気性処理槽の前段で前記有機性排水を前段処理する前段処理槽をさらに備え、前記硫黄化合物添加手段は、前記前段処理槽又はそれよりも前段に設けられる構成とすることができる。
【００１０】
嫌気性処理槽の前段に設けられる前段処理槽又はこれよりも前段で硫黄化合物を添加する構成とすることで、嫌気性処理槽に導入するまでに硫黄化合物と有機性排水とがより混合され、これにより、硫化物イオンと銅イオンとの反応が促進される。これにより、有機性排水の嫌気性処理をより好適に行うことができる。
【００１１】
また、上記態様を効果的に奏する構成として、例えば、前記前段処理槽から前記有機性排水の一部を引き抜き、前記前段処理槽へ返送する撹拌ラインをさらに備え、前記硫黄化合物添加手段は、前記撹拌ライン上に設けられる態様が挙げられる。
【００１２】
このように、撹拌ライン上に硫黄化合物添加手段を設けることで、有機性排水と硫黄化合物との混合が促進され、有機性排水の嫌気性処理をより好適に行うことができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、銅を含有する有機性排水を好適に嫌気性処理することが可能な嫌気性処理システム及び嫌気性処理方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る嫌気性処理システムを示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１６】
図１は、本発明の実施形態に係る嫌気性処理システムの構成を示す概略図である。嫌気性処理システム１は、原水流入管Ｌ１を通ってきた有機性排水を受け入れる調整槽９と、その後段の酸生成槽１１と、更にその後段の嫌気性処理槽１２と、を備える。この嫌気性処理システム１において処理される有機性排水とは、銅（Ｃｕ）を含有する有機性排水である。銅を含有する有機性排水としては、例えば、顔料等が混入した排水等が挙げられる。
【００１７】
調整槽９は、後段に送出する有機性排水の流量調整処理を行う槽である。調整槽９からは、送水管Ｌ２を通じて酸生成槽１１に所定の流量で有機性排水が送られる。
【００１８】
送水管Ｌ２には、管内へ硫黄化合物を添加する硫黄化合物添加手段５０が接続される。硫黄化合物添加手段５０によって送水管Ｌ２内の有機性排水中に添加される硫黄化合物とは、硫化物、及び、嫌気性条件下で還元されて硫化物イオン（Ｓ２−）を生成する化合物のことをいう。このような硫黄化合物としては、例えば硫酸（Ｈ２ＳＯ４）、硫化ナトリウム（Ｎａ２Ｓ）、硫化カリウム（Ｋ２Ｓ）、硫酸カルシウム（ＣａＳＯ４）、硫酸マグネシウム（ＭｇＳＯ４）等が挙げられる。
【００１９】
酸生成槽（前段処理槽）１１は、酸生成菌により有機性排水に含まれる有機物を酢酸等に分解する。また、酸生成槽１１において、中和剤としてアルカリ剤（例えば、水酸化ナトリウム）又は酸剤（例えば、塩酸）を添加することも好ましい。酸生成槽１１には、送水管Ｌ３が接続されており、ポンプＰ３の駆動により、酸生成槽１１内の有機性排水が上向流式の嫌気性処理槽１２に流入するようになっている。
【００２０】
送水管Ｌ３には、酸生成槽１１からの有機性排水の一部を酸生成槽１１へ返送することで、酸生成槽１１内の有機性排水を撹拌する撹拌ラインＬ１１が設けられている。撹拌ラインＬ１１を用いて有機性排水を返送することで、送水管Ｌ２において硫黄化合物が添加された後の有機性排水が混合される。
【００２１】
嫌気性処理槽１２は、ＵＡＳＢ（Upflow  Anaerobic  Sludge  Blanket）、又は、ＥＧＳＢ（Expanded  Granular  Sludge  Bed）反応槽などと呼ばれるタイプの水処理槽である。嫌気性処理槽１２の下部には、流入部１３が設けられている。流入部１３は、送水管Ｌ３に連絡しており有機性排水Ｗを嫌気性処理槽１２内に流入させる。流入部１３は、例えば、長手方向に均一に穴部が設けられた送水管である。嫌気性処理槽１２内には、嫌気性汚泥が粒状化してなるグラニュール汚泥が収納されている。有機性排水Ｗは、グラニュール汚泥に接触することにより、グラニュール汚泥中の嫌気性菌によって嫌気性処理される。このようなグラニュール汚泥が、有機性排水中で下部に沈降して溜まることにより、嫌気性処理槽１２の下部にはグラニュール汚泥層１４が形成されている。
【００２２】
嫌気性処理槽１２では、その下部に設けられた流入部１３から有機性排水Ｗを内部に導入することによって上向きの流動を生じさせ、嫌気性微生物が凝集しているグラニュール汚泥層１４に有機性排水Ｗを通して、有機性排水Ｗを嫌気性処理する。グラニュール汚泥層１４の上部には、当該グラニュール汚泥層１４を通過し嫌気性処理を経た有機性排水Ｗの液層が形成されている。
【００２３】
また、嫌気性処理槽１２の上部には、有機性排水Ｗとグラニュール汚泥とバイオガスとを分離するための三相分離部１８が、配置されている。
【００２４】
三相分離部１８の下端部には、有機性排水Ｗを三相分離部１８の内部に導入する導入口１８ａが形成されている。この導入口１８ａに有機性排水Ｗを導くために、三相分離部１８の下方であって導入口１８ａの周囲には、三相分離部１８の底部に沿って設置された導入板１９が設けられている。また、導入板１９には、導入口１８ａに導入されなかった有機性排水Ｗを下側に返送するための返送口１９ａが形成されている。また、導入板１９の更に下方には、導入板１９の返送口１９ａを通って返送される有機性排水Ｗの流れを整えるための整流板２０が設けられている。
【００２５】
有機性排水Ｗは、上記グラニュール汚泥層１４を通過し上向きに流動し、導入板１９によって導入板１９と三相分離部１８との間に形成された導入路に外側から流入する。上記導入路を通った有機性排水Ｗの一部は、導入口１８ａから三相分離部１８内に流入し、他の部分は、導入板１９の返送口１９ａから下側に流れるようになっている。
【００２６】
三相分離部１８内に流入した有機性排水Ｗは、三相分離部１８の側壁１８ｂから外側に溢れ、処理水として処理水排出部２３に集められる。側壁１８ｂの上端の高さに、有機性排水Ｗの液面Ｈが形成される。処理水排出部２３の処理水の一部は、処理水返送路Ｌ４を通じて酸生成槽１１に返送され、処理水排出部２３の処理水の残部は、排水管Ｌ５を通じて系外に排出される。三相分離部１８において、三相分離部１８の側壁１８ｂの内側には、導入口１８ａから流入した有機性排水Ｗが直接処理水排出部２３に流入しないようにするための隔壁２４が設けられている。
【００２７】
また、嫌気性処理槽１２内で、液面Ｈよりも上方の閉鎖空間３１には、前述のバイオガスが貯留される。液面Ｈ下の嫌気性処理空間３３には、有機性排水Ｗが貯留される。
【００２８】
嫌気性処理槽１２では、嫌気性処理空間３３で有機性排水Ｗの嫌気性処理が行われ、バイオガスが発生する。当該バイオガスが浮上し液面Ｈまで到達することで、ガス貯留空間３１にバイオガスが一時的に貯留される。ガス貯留空間３１のバイオガスは、ガス回収ラインＬ６を通じて外部に排出され有用なエネルギー源として回収される。
【００２９】
続いて、上記嫌気性処理システム１による嫌気性処理方法について説明する。
【００３０】
（酸生成槽処理工程・硫黄化合物添加工程）
調整槽９で調整された流量で、酸生成槽１１に対し有機性廃水が導入される。このとき、調整槽９から酸生成槽１１への送液ラインＬ２において、硫黄化合物添加手段５０により硫黄化合物が添加される。添加される硫黄化合物は嫌気条件である酸生成槽１１内で還元されて硫化物イオン（Ｓ２−）を生成する。そして、この硫化物イオンは、有機性排水に含まれる銅イオン（Ｃｕ２＋）との間で以下の化学式（１）に示す反応を起こす。
Ｃｕ２＋＋Ｓ２−→ＣｕＳ↓  （１）
この結果、硫化銅（ＣｕＳ）が有機性排水中に析出する。なお、硫化物イオンを生成する硫黄化合物の添加量は、有機性排水中に含まれる銅の含有量に応じて適宜設定される。
【００３１】
酸生成槽１１では、酸生成菌により有機性廃水に含まれる有機物が酢酸等に分解される。また、酸生成槽１１に対して接続する撹拌ラインＬ１１により酸生成槽１１からの有機性排水を酸生成槽１１に返送することによって上記の反応が促進される。
【００３２】
上記酸生成処理工程及び硫黄化合物添加工程を経ることで、酢酸等の有機酸を多く含み、且つ、硫化銅が混合された有機性廃水が、酸生成槽１１から嫌気性処理槽１２に送られる。
【００３３】
（嫌気性処理工程）
嫌気性処理槽１２の流入部１３から導入された有機性廃水Ｗは、嫌気性処理空間３３内を上向きに流動する。このとき、有機性廃水Ｗは、グラニュール汚泥層１４を通過しながらグラニュール汚泥に接触し、嫌気性処理される。
【００３４】
（処理水排出工程）
その後、液面Ｈまで到達した有機性排水Ｗは、側壁１８ｂの上端を越えて処理水排出部２３に溢れ、処理水として排水管Ｌ５を通じて系外に排出される。なお、排出された処理水には、後段で更なる所定の水処理が施される。
【００３５】
（ガス回収工程）
上記嫌気性処理工程では、嫌気性反応によるバイオガス（メタンガス、二酸化炭素等）が発生し、液面Ｈまで浮上することでガス貯留空間３１に一時的に貯留され、バイオガスの量が増加すると、ガス貯留空間３１のバイオガスが、ガス貯留空間３１の圧力によってガス回収ラインＬ６を流動し排出される。
【００３６】
続いて、以上説明した嫌気性処理システム１及び嫌気性処理方法による作用効果について説明する。
【００３７】
嫌気性処理槽１２における嫌気性処理は、還元状態において進行するメタン生成菌等の嫌気性菌による生物反応である。しかしながら、銅を含有する有機性排水の場合、銅イオン（Ｃｕ２＋）は生物阻害性があることから、銅を含有する有機性排水を嫌気性処理槽１２に導入すると、嫌気性処理槽１２内の嫌気性菌の活動が阻害される可能性がある。この場合、嫌気性菌の活動が減り、嫌気性処理槽１２における嫌気性処理の性能が低下することが考えられる。
【００３８】
これに対して、本実施形態に係る嫌気性処理システム１では、送水管Ｌ２に設けられた硫黄化合物添加手段Ｌ５０によって硫黄化合物を有機性排水に対して添加することにより、硫化物又は硫黄化合物の還元により生成された硫化物イオン（Ｓ２−）を銅イオンと反応させて硫化銅を析出されることで、銅イオンが嫌気性処理槽１２に導入されることを抑制することができる。これにより、嫌気性菌の処理性能の低下を抑制し、好適に有機性排水の嫌気性処理を行うことができる。
【００３９】
また、本実施形態に係る嫌気性処理システム１では、前段処理槽である酸生成槽１１よりも前段である送水管Ｌ２上に硫黄化合物添加手段５０が設けられる。このように、硫黄化合物添加手段５０を酸生成槽１１よりも前段において硫化物又は硫黄化合物を添加することによって、硫化銅として固定されることで銅イオン量を減らすことができ、嫌気性処理槽１２内の嫌気性菌の活動が銅イオンにより阻害されることを回避することができる。
【００４０】
さらに、本実施形態に係る嫌気性処理システム１では、撹拌ラインＬ１１により酸生成槽１１からの有機性排水を撹拌する際に、硫黄化合物と有機性排水とを混合することもでき、銅イオンと硫化物イオンとの反応をより好適に進めることができ、嫌気性菌の処理性能の低下をさらに抑制することができる。
【００４１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形したものであってもよい。例えば、上記実施形態では、グラニュール汚泥が用いられるＵＡＳＢ法、ＥＧＳＢ法の嫌気性処理システムについて説明したが、その他の嫌気性処理方法においても本発明に係る構成は適用することができる。
【００４２】
また、硫黄化合物添加手段５０が設けられる位置は送水管Ｌ２には限定されず、少なくとも嫌気性処理槽１２の前段に設けられていればよい。例えば、撹拌ラインＬ１１上に硫黄化合物添加手段５０を設ける構成とすることもできる。この場合、嫌気性環境にある有機性排水に対して硫黄化合物が添加されることから、硫化物イオンの生成が促進されて銅イオンとの反応が進みやすくなることも考えられる。
【００４３】
また、撹拌ラインＬ１１は必須の構成ではなく、例えば撹拌ラインＬ１１に代えて酸生成槽１１内を撹拌する撹拌手段を備える構成としてもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１…嫌気性処理システム、９…調整槽、１１…酸生成槽、１２…嫌気性処理槽、５０…硫黄化合物添加手段。
【図１】
2014180620.tif 000003