(57)【要約】【課題】有機物を含有する排水を、担体を保持する反応槽に通水して該担体に増殖した嫌気性微生物により生物学的に処理する方法において、担体への微生物増殖や基質との接触効率を促進させることにより効率的な処理を行う。【解決手段】反応槽に担体とメタン菌グラニュールを共存させ、撹拌機等を用いて担体およびグラニュールを流動させた状態で有機性排水の通水を行なう。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機物を含有する排水を、担体を保持する反応槽に通水して該担体に増殖した嫌気性微生物により生物学的に処理する有機性排水の処理方法において、該反応槽内で該有機性排水を担体およびメタン菌グラニュールと撹拌することを特徴とする有機性排水の処理方法。
【請求項２】
撹拌の方法が機械撹拌および／またはポンプ循環および／または不活性ガス曝気である、請求項１に記載の有機性排水の処理方法。
【請求項３】
メタン菌グラニュールを、担体１Ｌあたり１〜９００ｇの範囲で存在させることを特徴とする、請求項１または２に記載の有機性排水の処理方法。
【請求項４】
担体がポリビニルアルコール系担体である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機性排水の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は有機性排水の処理方法に関する。詳しくは、有機物を含有する排水を、担体を保持する反応槽に通水して該担体に増殖した嫌気性微生物により生物学的に処理する排水処理方法において、運転立ち上げに際して担体への微生物の増殖を促進させることにより、装置の立ち上げに要する時間を大幅に短縮すると共に、装置の立ち上げ後においても効率的な処理を行う有機性排水の処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機物を含有する排水（有機性排水）の処理方法として、メタンガスの回収、再利用が可能な嫌気処理法は、広く産業排水の処理方法として用いられている。なかでも沈降性良好なグラニュールを形成し、有機性排水を上向流で通水し、高負荷高速処理を行うＵＡＳＢ（Upflow Anaerobic Sludge Blanket：上向流嫌気性スラッジブランケット）法は、特に中〜高濃度排水を処理する方法として発展してきた。また、このＵＡＳＢ法を発展させたものとして、高さの高い反応槽を用いてさらに高流速で通水し、高負荷で嫌気性処理を行うＥＧＳＢ（Expanded Granule Sludge Blanket）法も実用化されている。
【０００３】
また、固定床担体や流動床担体を使用する方法も用いられている。固定床担体は生物膜を保持する支持床を反応槽内部に固定し、その表面に生育する微生物を利用するものであり、流動床担体は比重や大きさを調整した担体を反応槽内部で流動させて、担体に生物を増殖させて処理を行なうものである。
【０００４】
固定床担体、流動床担体を問わず、担体を用いる場合には、担体への微生物の増殖に時間がかかり、結果として装置の立ち上げに多大な時間を要するという大きな欠点があった。
【０００５】
特許文献１には、非生物担体とグラニュール（平均粒径０．５〜３．０ｍｍ）を存在させた状態で有機性廃水の通水を開始する方法が提案されているが、積極的に撹拌する旨は記載されていない。
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−１１０８２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、有機物を含有する排水を、担体を保持する反応槽に通水して該担体に増殖した嫌気性微生物により生物学的に処理する方法において、運転立ち上げに際して担体への微生物の増殖を促進させることにより、装置の立ち上げに要する時間を大幅に短縮すると共に、装置の立ち上げ後においても効率的な処理を行うことができる有機性排水の処理方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、担体を保持する反応槽の立ち上げに際して、該反応槽内で有機性排水を担体およびメタン菌グラニュールと撹拌し、効率よくメタン菌を付着増殖させる運転条件を採用することにより、上記課題を解決することができることを見出した。
【０００９】
本発明について、以下具体的に説明する。
【００１０】
［１］有機物を含有する排水を、担体を保持する反応槽に通水して該担体に増殖した嫌気性微生物により生物学的に処理する有機性排水の処理方法において、該反応槽内で該有機性排水を担体およびメタン菌グラニュールと撹拌することを特徴とする有機性排水の処理方法。
【００１１】
［２］撹拌の方法が機械撹拌および／またはポンプ循環および／または不活性ガス曝気である、請求項１に記載の有機性排水の処理方法。
【００１２】
［３］メタン菌グラニュールを、担体１Ｌあたり１〜９００ｇの範囲で存在させることを特徴とする、請求項１または２に記載の有機性排水の処理方法。
【００１３】
［４］担体がポリビニルアルコール系担体である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機性排水の処理方法。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、有機物を含有する排水を、担体を保持する反応槽に通水して該担体に増殖した嫌気性微生物により生物学的に処理する方法において、運転立ち上げに際して担体への微生物の増殖を促進させることにより、装置の立ち上げに要する時間を大幅に短縮すると共に、装置の立ち上げ後においても効率的な処理を行うことができる。
【００１５】
メタン菌グラニュールは積極的に撹拌すると解体して系外へ流出することから、ＵＡＳＢ法のようにゆるやかな上昇流で通水するのが常識であった。
【００１６】
しかし、本発明においては、有機性排水を担体およびメタン菌グラニュールと撹拌する、という常識を覆す方法により、有機性排水処理装置の立ち上げを試みた。
その結果、従来の常識のとおりグラニュールが解体して系外へ流出し能力を失うかと思われたが、驚くべきことに、担体への微生物増殖が促進され、能力を失うことなく立ち上げできることを確認した。これは撹拌によって、担体とグラニュールの接触効率が高められ、短期間で担体への微生物の増殖が促進されたためと考えられる。
【００１７】
以上説明したとおり、本発明によれば、装置の立ち上げに要する時間を大幅に短縮すると共に、装置の立ち上げ後においては効率的な処理を行なうことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施例１で用いた生物処理装置の構成を示す系統図である。
【図２】比較例１で用いた生物処理装置の構成を示す系統図である。
【図３】実施例１及び比較例１における処理能力の経時変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００２０】
本発明の有機性排水の処理方法は、有機物を含有する排水を、担体を保持する反応槽に通水して該担体に増殖した嫌気性微生物により生物学的に処理する有機性排水の処理方法において、該反応槽内で該有機性排水を担体およびメタン菌グラニュールと撹拌することを特徴とする。
【００２１】
本発明では担体を保持した反応槽内に、種汚泥としてメタン菌グラニュールを投入し、撹拌された状態で反応槽の立ち上げを行なうことを特徴としている。投入されたメタン菌グラニュールは、運転立ち上げ時において、撹拌によって担体との接触効率が高められ、短時間で担体への微生物の増殖を促進する効果を奏する。
【００２２】
本発明において、処理対象とする有機性排水は、嫌気性微生物により処理可能な有機物を含むものであればよく、そのＣＯＤ濃度・種類に規定はないが、具体的には、食品工場等の製造排水、化学工場等の有機性排水、一般下水等が挙げられる。しかし、何らこれらに限定されるものではない。
【００２３】
種汚泥として反応槽に投入するメタン菌グラニュールは、特に限定されるものではないが、ＵＡＳＢ法やＥＧＳＢ法で使用されているグラニュール（平均粒径０．５〜３．０ｍｍ）は嫌気処理を行なっているためメタン菌を多く含んでいるので、これらを用いるのが好ましい。
【００２４】
本発明においては、メタン菌グラニュールを、担体１Ｌあたり１〜９００ｇの範囲で存在させることが好ましく、担体１Ｌあたり１〜５００ｇの範囲で存在させることがより好ましく、担体１Ｌあたり１〜１５０ｇの範囲で存在させることがさらに好ましい。ここで、メタン菌グラニュールの量は、揮発性浮遊性物質（Volatile Suspended Solid：ＶＳＳ）の量のことである。ＶＳＳとは、有機性固形物の総量の目安となる指標をいう。担体１Ｌあたり１ｇよりもメタン菌グラニュールの投入量が少ないと本発明の効果を十分に得ることができず、担体１Ｌあたり９００ｇよりも多いと粘度が上昇し撹拌が困難となる可能性がある。また、反応槽内からのメタン菌グラニュールの流出が多く、処理水の悪化が懸念されるため好ましくない。
【００２５】
本発明では、運転立ち上げに際して、担体を保持する反応槽に有機性排水を通水して該担体に増殖した嫌気性微生物により生物学的に処理する有機性排水の処理方法において、該反応槽内で有機性排水をメタン菌グラニュール及び担体と撹拌させて嫌気性処理を行う。
【００２６】
その撹拌方式としては、撹拌機等で反応槽内を撹拌して流動させる方法、ポンプで担体およびメタン菌グラニュールを該反応槽内で循環させる方法、窒素・メタンガス等酸素を含有しない気体で反応槽内を曝気流動させる方法などが考えられ、担体とメタン菌グラニュールが十分に混合・接触する方法をとる必要がある。ＵＡＳＢ法、ＥＧＳＢ法で行なわれているような反応槽に原水を上向流で通水する方法では不十分である。
【００２７】
使用する担体としては、特に制限は無いが微生物棲息性に優れた高分子ゲル状担体、特にポリビニルアルコール系ゲル担体が好ましい。担体の平均粒径は１〜１０ｍｍ、特に２〜６ｍｍであることが好ましい。
担体の表面から内部に連通する孔における孔径は、自由にコントロールできるが、バクテリアのみが担体内部に棲息できるものが好ましく、表面付近の孔径は０．１μｍ以上１００μｍ以下のものが好ましく、０．５μｍ以上５０μｍ以下がさらに好ましい。表面付近の孔径が０．１μｍよりも小さいとバクテリアが内部に進入できないなどの問題があり、１００μｍよりも大きいとバクテリア以外の大きな生物が侵入し効率が低下する場合がある。担体中心付近の孔径については特に制限はない。
【００２８】
担体の形状は、限定されるものではなく、立方体、直方体、円柱状、球状、マカロニ状など任意の形状をとることができる。メタン菌との接触効率を考えると球状が好ましい。
【００２９】
原水の有機物濃度は特に限定されるものではなく、ＣＯＤＣｒ５００〜５００００ｍｇ／Ｌなど幅広く適用できる。反応槽に流入する際の原液のｐＨは６．５〜７．５程度であることが好ましく、従って、原水は必要に応じてｐＨ調整を行ってから反応槽に通水することが好ましい。
【００３０】
反応槽の負荷も特に限定はないが、５〜５０ｋｇ−ＣＯＤＣｒ／ｍ３・日と高負荷をかけることも可能である。また、反応槽内の温度は通常のメタン発酵の条件と同様で２５〜４０℃、特に３０〜３８℃とすることが好ましい。
【００３１】
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明は、これら実施例に限定されるものではない。
【００３２】
［実施例１］
図１に示すフローに従って、食品会社Ｆの実排水による嫌気性排水処理を実施した。反応槽の仕様並びに処理条件は下記の通りとした。
【００３３】
・反応槽の仕様
反応槽：容量８Ｌ
槽内温度：３５〜３７℃
反応槽に充填する担体：アセタール化ポリビニルアルコール系ゲル状担体（直径約４ｍｍ，比重１．０２５）
反応槽担体充填量：４０容量％（槽容積に対する。）
・処理条件
原水ＣＯＤＣｒ濃度：５０００ｍｇ／Ｌ
初期投入メタン菌グラニュール量：１５ｇ−ＶＳＳ／Ｌ−担体
【００３４】
図１に示す攪拌機を有した上記反応槽の仕様および処理条件にて立上げを実施した。排水流量は２．２Ｌ／日から運転開始し、その後、流量を段階的に上げ、約２週間程度で除去量（処理能力）２０ｋｇ−ＣＯＤＣｒ／ｍ３・日に到達した。なお、ＣＯＤＣｒ除去率は、常に９０％以上を推移し、非常に良好であった。
【００３５】
［比較例１］
図２に示す攪拌機を有しない上向流式フローに従い、反応槽の槽容量および処理条件を実施例１と同じとした立上げ試験を実施した。排水流量は２．２Ｌ／日から運転開始し、その後、流量を実施例1と同じように上昇させようとしたが、嫌気反応槽内有機酸濃度が管理値である５００ｍｇ／Ｌ以上となり、その際にはＣＯＤＣｒ除去率も９０％を達成できなかったため、流量UPを図ることができなかった。よって、負荷UPのタイミングが実施例１と比較し遅れたため、結果として、除去量（処理能力）２０ｋｇ−ＣＯＤＣｒ／ｍ３・日に到達するのに約１ヶ月程度の期間を要した。
【００３６】
図３に示す実施例１及び比較例１の結果より、嫌気性流動床処理において、反応槽に攪拌機を設置することにより、担体との接触効率が高められ、短時間で担体への微生物の増殖を促進することが確認された。
【符号の説明】
【００３７】
１・・・原水
２・・・嫌気反応槽
３・・・反応ガス
４・・・処理水
５・・・攪拌機
【図１】
2014100677.tif 000002
【図２】
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【図３】
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