(57)【要約】【課題】嫌気性処理槽の立ち上げに際して、槽内に投入された粒状担体の沈降を促進することができる嫌気性処理槽の運転方法を提供する。【解決手段】反応槽６内に水及び粒状担体を供給した後、粒状担体を水中に沈降させることにより反応槽６内に粒状担体の堆積層を形成する工程を有する嫌気性処理槽の運転方法において、反応槽６内に水及び粒状担体を供給した後、反応槽６底部に設けられた給水口５からガスを供給して該反応槽６内を撹拌することにより、前記粒状担体を水中に沈降させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応槽内に水及び粒状担体を供給した後、粒状担体を水中に沈降させることにより反応槽内に粒状担体の堆積層を形成する工程を有する嫌気性処理槽の運転方法において、
反応槽内に水及び粒状担体を供給した後、反応槽底部に設けられた給水口からガスを供給して該反応槽内を撹拌することにより、前記粒状担体を水中に沈降させることを特徴とする嫌気性処理槽の運転方法。
【請求項２】
請求項１において、反応槽下部から１〜１０ｍ／ｈｒの線速度でガスを供給することを特徴とする嫌気性処理槽の運転方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記粒状担体は、大きさが１．０〜５．０ｍｍで、沈降速度が２０〜５００ｍ／ｈｒであることを特徴とする嫌気性処理槽の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粒状担体を有する嫌気性処理槽の運転方法に係り、特に粒状担体を反応槽内の水中に沈降させる工程を有する嫌気性処理槽の運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
粒状担体を有する嫌気性処理槽の運転を開始するに際しては、粒状担体を槽内の水中に沈降させる工程（立ち上げ工程）を行う。
【０００３】
嫌気性処理槽の場合、従来、この立ち上げは、以下の（１）〜（４）の工程によって行われている。
（１）槽内に水、例えば水道水を張る。
（２）新品の担体を槽の上方から槽内に投入する。投入量は現場によって異なるが、通常、槽容積の２０〜６０％程度である。
（３）担体が沈降したことを確認した後、反応槽下部からグラニュールを１０％（ｖ／ｖ）程度注入する。
（４）原水を通水して嫌気性処理を開始する。
【０００４】
上記のうち、新品担体の沈降にかなりの時間、例えば２〜４週間を要することがある。担体の沈降が不十分な状態で工程（３）および（４）を行った場合は、槽から担体が流出し易い。
【０００５】
撹拌機のない嫌気槽では、新品の担体を投入したとき浮いてしまう。また、撹拌機で槽内混合することができないため、沈降に長時間を要する。
【０００６】
特許文献１には、担体を用いた嫌気性処理方法が記載されているが、新品担体の沈降を促進する方法は記載されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−１１０８２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、嫌気性処理槽の立ち上げに際して、槽内に投入された粒状担体の沈降を促進することができる嫌気性処理槽の運転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】
【０００９】
本発明の嫌気性処理槽の運転方法は、反応槽内に水及び粒状担体を供給した後、粒状担体を水中に沈降させることにより反応槽内に粒状担体の堆積層を形成する工程を有する嫌気性処理槽の運転方法において、反応槽内に水及び粒状担体を供給した後、反応槽底部に設けられた給水口からガスを供給して該反応槽内を撹拌することにより、前記粒状担体を水中に沈降させることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の一態様では、反応槽下部から１〜１０ｍ／ｈｒの線速度でガスを供給する。
【００１１】
本発明の一態様では、前記粒状担体は、大きさが１．０〜５．０ｍｍで、沈降速度が２０〜５００ｍ／ｈｒである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明では、反応槽内に張った水に粒状担体を投入し、反応槽底部の給水口からガスを反応槽内に供給し、反応槽内をガスで撹拌する。この撹拌により、粒状担体が水中に引き込まれて早期に沈降するようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態に係る嫌気性処理槽の運転方法が適用された嫌気性処理システムのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して実施の形態について説明する。図１は実施の形態に係る嫌気性処理槽の運転方法が適用された嫌気性処理システムのブロック図である。
【００１５】
原水は、酸生成槽１で処理され、ｐＨ調整槽２でｐＨ調整された後、ポンプ３から配管４及び給水口５を介して反応槽６の底部に導入される。
【００１６】
反応槽６内には、嫌気性微生物が付着した担体の充填床又は流動床が設けられている。担体に付着した微生物によって嫌気処理された水は、反応槽６から配管７を介して取り出される。処理水の一部は、配管９を介して酸生成槽１（又はｐＨ調整槽２）に返送される。嫌気性処理によって生成したバイオガスは配管８を介して取り出される。
【００１７】
なお、酸生成槽１やｐＨ調整槽２は省略されてもよい。
【００１８】
配管４に、ガス供給用配管１０を介してガス供給源からガスが供給可能とされている。配管１０にはバルブ１１が設けられている。ガス供給源としては、コンプレッサ、ガスボンベなどを用いることができる。ガスとしては、空気、窒素、アルゴン、ヘリウムなどが例示されるが、空気又は窒素が好ましく、特に空気が好ましい。
【００１９】
担体としては、大きさが１．０〜５．０ｍｍ（ＪＩＳメッシュによる）で、沈降速度が２０〜５００ｍ／ｈｒの非生物担体が好適である。
【００２０】
ここで、担体の沈降速度とは、担体を水（水道水等の清水）に浸して沈んだものを取り出し、これを水（水道水等の清水）に入れたメスシリンダーに投入し、単位時間当たりの沈降距離を測定して求められた値であり、本発明においては、１０〜２０個の担体について測定を行い、その平均値を沈降速度とする。
【００２１】
担体の材料は、多孔質合成樹脂などが例示され、例えば、下記成分（Ａ）、（Ｂ）を含み、表面がメルトフラクチャー状態を有する発泡体が挙げられる。
（Ａ）  ポリオレフィン系樹脂を主体とする樹脂成分３０〜９５重量％
（Ｂ）  セルロース系粉末の親水化剤５〜７０重量％
【００２２】
ここで、メルトフラクチャーは、プラスチック成形時に、成形品の表面に凹凸が生じる現象（平滑な表面を有さない状態）として、一般的に知られている。例えば、プラスチック材料の押出成形において、押出機の内圧が著しく高くなったり、押出速度が著しく大きくなったり、或いは、プラスチック材料の温度が低くなりすぎたりしたとき、成形品の表面に不規則な凹凸が生じたり、表面の光沢を失ったりする現象をいう。
成分（Ａ）としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリオレフィン系樹脂に他の熱可塑性樹脂成分を加えたもの等が挙げられ、これらの樹脂を単独で用いてもよく、適宜組み合わせた混合物として用いてもよい。
一方、成分（Ｂ）としては、木粉、セルロース粉末、麻セルロース粉末などが挙げられ、おがくず、アビセル、アーボセル、紙粉、セルロースビーズ、微結晶セルロース、ミクロフィブリル化セルロースなどが例示され、いずれかを単独で用いてもよく、また、２種類以上を任意の割合で混合してもよい。
【００２３】
この反応槽６を用いて原水（有機性排水）の嫌気性処理運転を開始する場合、まず、反応槽６内に水（好ましくは水道水、井水、工業用水など。ただし、原水であってもよい。）を反応槽６の容積の１０〜２０％程度供給して水張りする。
【００２４】
次いで、反応槽６内に粒状担体を供給（投入）する。なお、反応槽６内に先に粒状担体を供給しておき、後から水を供給してもよく、粒状担体と水とを同時に槽内に供給してもよい。
【００２５】
上記のように水及び粒状担体を反応槽６内に供給した後、バルブ１１を開とし、配管１０，４及び給水口５を介して反応槽６の底部にガスを供給し、槽内をガスで撹拌する。
【００２６】
通気量は、反応槽断面積に対する線速度として、１〜１０ｍ／ｈｒ程度が望ましい。線速度が低すぎると、沈降促進効果が低く、線速度が高すぎるとコンプレッサーなどの電力代が増え、特に塔型の反応槽の場合は線速度が高いと却って沈降促進効果が薄れてしまう。
【００２７】
本発明により新品担体の沈降が効率化されるメカニズムは以下の通り推定される。即ち、原水の給水口５は散気管と比較して開口径が格段に大きいため、給水口５からの通気により槽内水の揺動が大きくなり、新品担体を水中に取込みやすくなり、担体と水との接触効率が向上する。また、水面付近に集積した担体間をガスが抜ける際に、水が持ちあげられることで、水面上の担体にまで水が接触し易くなり、沈降が促進される。この場合も散気管でなく給水口５から供給されたガスによる水の持ち上げにより、担体が水中に取り込まれ易くなり、水との接触効率が向上する。
【００２８】
上記のようにして反応槽６内で担体が沈降し、担体の堆積層が形成された後、反応槽６にグラニュールを注入し、原水を通水して嫌気性処理を開始する。
【００２９】
なお、上記立ち上げ工程において、ガスが空気など酸素含有ガスのときは、ガスの供給により反応槽６内が一時的に好気状態になるが、曝気を停止して原水を通水すればすぐに嫌気状態に戻る。槽内が好気状態となっている時間は短いので、ガス通気は短時間であるため嫌気性細菌の生育に影響はない。
【実施例】
【００３０】
［実験例１］（本発明の効果の確認）
次の（１）〜（４）の手順で実験を行った。
（１）日清紡ケミカル社製の新品担体（品番ＢＣＮ＋、材質ポリオレフィン系樹脂、平均粒径２．８ｍｍ）をガラスビーカーに２００ｍＬ量り取った。
（２）５００ｍＬの円筒形の槽（底面積２０ｃｍ２、高さ２５ｃｍ）に水道水を３００ｍＬ入れた後、上部からこの担体２００ｍＬを添加した。
（３）上部から水道水１０ｍＬを添加した。
（４）下部から空気を５０ｍＬ／分（線速１．５ｍ／ｈｒ）で通気した。
その結果、２日後に担体が全量沈降した。
【００３１】
［実験例２］（従来技術）
実験例１において、（１）〜（３）を行った後、通気を行わなかった。その結果、２日経過後でも担体が全く沈降しなかった。担体の全量が堆積するには２〜４週間を要した。
【符号の説明】
【００３２】
１  酸生成槽
２  ｐＨ調整槽
５  給水口
６  反応槽
【図１】
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