(57)【要約】【課題】本発明の目的は、ＴＭＡＨ、コリン等のアルキルアンモニウム塩含有排水の嫌気性生物処理において、低コストで、長期にわたり安定した運転を可能とする嫌気性生物処理法及び嫌気性生物処理装置を提供することにある。【解決手段】本発明は、アルキルアンモニウム塩を含有する排水を嫌気的に生物処理する嫌気性生物処理方法であって、前記排水にアルカリ度調整剤を添加して、嫌気性生物処理する際の前記排水のアルカリ度を１５ｍｇＣａＣＯ３／ｍｍｏｌアルキルアンモニウム塩以上５５ｍｇＣａＣＯ３／ｍｍｏｌアルキルアンモニウム塩以下の範囲とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルキルアンモニウム塩を含有する排水を嫌気的に生物処理する嫌気性生物処理方法であって、前記排水にアルカリ度調整剤を添加して、嫌気性生物処理する際の前記排水のアルカリ度を１５ｍｇＣａＣＯ３／ｍｍｏｌアルキルアンモニウム塩以上５５ｍｇＣａＣＯ３／ｍｍｏｌアルキルアンモニウム塩以下の範囲とすることを特徴とする嫌気性生物処理方法。
【請求項２】
前記アルカリ度調整剤は、ＮａＨＣＯ３を含むことを特徴とする請求項１記載の嫌気性生物処理方法。
【請求項３】
嫌気性生物処理した処理水の一部を前記排水に返送し、該返送処理水にアルカリ剤を添加することを特徴とする請求項１又は２記載の嫌気性生物処理方法。
【請求項４】
嫌気性生物処理により発生したガスとアルカリ剤とを気液接触させると共に、該気液接触液を前記排水に添加することを特徴とする請求項１又は２記載の嫌気性生物処理方法。
【請求項５】
嫌気性生物処理により発生したガスとアルカリ剤とを気液接触させると共に、嫌気性生物処理した処理水の一部を返送し、該返送処理水又は前記排水に前記気液接触液を添加することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の嫌気性生物処理方法。
【請求項６】
前記返送処理水にアルカリ剤を添加して、ｐＨを７．５以上９未満の範囲に調整することを特徴とする請求項３記載の嫌気性生物処理方法。
【請求項７】
前記アルキルアンモニウム塩は、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド（ＴＭＡＨ）であることを特徴とする請求項１記載の嫌気性生物処理方法。
【請求項８】
アルキルアンモニウム塩を含有する排水を嫌気的に生物処理する反応槽と、
前記排水にアルカリ度調整剤を添加するアルカリ度調整剤添加手段と、を備え、
前記アルカリ度調整剤添加手段により、嫌気性生物処理する際の前記排水のアルカリ度が１５ｍｇＣａＣＯ３／ｍｍｏｌアルキルアンモニウム塩以上５５ｍｇＣａＣＯ３／ｍｍｏｌアルキルアンモニウム塩以下の範囲に調整されることを特徴とする嫌気性生物処理装置。
【請求項９】
前記アルカリ度調整剤は、ＮａＨＣＯ３を含むことを特徴とする請求項８記載の嫌気性生物処理装置。
【請求項１０】
嫌気性生物処理した処理水の一部を前記排水に返送する返送手段と、
前記返送する処理水にアルカリ剤を添加するアルカリ剤添加手段と、を備えることを特徴とする請求項８又は９記載の嫌気性生物処理装置。
【請求項１１】
嫌気性生物処理により発生したガスとアルカリ剤とを気液接触させ、該気液接触液を前記排水に添加する気液接触液添加手段を備えることを特徴とする請求項８又は９記載の嫌気性生物処理装置。
【請求項１２】
嫌気性生物処理した処理水の一部を前記排水に返送する返送手段と、
嫌気性生物処理により発生したガスとアルカリ剤とを気液接触させ、前記返送処理水又は前記排水に前記気液接触液を添加する気液接触液添加手段と、を備えることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１項に記載の嫌気性生物処理装置。
【請求項１３】
前記アルカリ剤添加手段により、前記処理水のｐＨは７．５以上９未満の範囲に調整されることを特徴とする請求項１０記載の嫌気性生物処理装置。
【請求項１４】
前記アルキルアンモニウム塩は、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド（ＴＭＡＨ）であることを特徴とする請求項８記載の嫌気性生物処理装置。
【請求項１５】
アルキルアンモニウム塩を含有する排水を嫌気的に生物処理する嫌気性生物処理方法であって、嫌気性生物処理した処理水の一部を前記排水に返送し、該返送処理水にアルカリ剤を添加して、嫌気性生物処理する際の前記排水のアルカリ度を１５ｍｇＣａＣＯ３／ｍｍｏｌアルキルアンモニウム塩以上５５ｍｇＣａＣＯ３／ｍｍｏｌアルキルアンモニウム塩以下の範囲とすることを特徴とする嫌気性生物処理方法。
【請求項１６】
アルキルアンモニウム塩を含有する排水を嫌気的に生物処理する嫌気性生物処理方法であって、嫌気性生物処理した処理水の一部を前記排水に返送し、該返送処理水、又は前記排水と該返送処理水との混合液にアルカリ剤又は酸剤を添加して、該返送処理水又は該混合液のｐＨを７．５以上９未満の範囲に調整することを特徴とする嫌気性生物処理方法。
【請求項１７】
アルキルアンモニウム塩を含有する排水を嫌気的に生物処理する嫌気性生物処理方法であって、嫌気性生物処理により発生したガスとアルカリ剤とを気液接触させると共に、該気液接触液を前記排水に添加して、嫌気性生物処理する際の前記排水のアルカリ度を１５ｍｇＣａＣＯ３／ｍｍｏｌアルキルアンモニウム塩以上５５ｍｇＣａＣＯ３／ｍｍｏｌアルキルアンモニウム塩以下の範囲とすることを特徴とする嫌気性生物処理方法。
【請求項１８】
アルキルアンモニウム塩を含有する排水を嫌気的に生物処理する嫌気性生物処理方法であって、嫌気性生物処理により発生したガスとアルカリ剤とを気液接触させると共に、嫌気性生物処理した処理水の一部を返送し、該返送処理水又は前記排水に前記気液接触液を添加して、嫌気性生物処理する際の前記排水のアルカリ度を１５ｍｇＣａＣＯ３／ｍｍｏｌアルキルアンモニウム塩以上５５ｍｇＣａＣＯ３／ｍｍｏｌアルキルアンモニウム塩以下の範囲とすることを特徴とする嫌気性生物処理方法。
【請求項１９】
アルキルアンモニウム塩を含有する排水を嫌気的に生物処理する嫌気性生物処理方法であって、嫌気性生物処理により発生したガスとアルカリ剤とを気液接触させると共に、嫌気性生物処理した処理水の一部を返送し、該返送処理水、又は前記排水に前記気液接触液を添加して、前記排水と該返送処理水との混合液のｐＨを７．５以上９未満の範囲に調整することを特徴とする嫌気性生物処理方法。
【請求項２０】
アルキルアンモニウム塩を含有する排水を嫌気的に生物処理する反応槽と、
嫌気性生物処理した処理水の一部を前記排水に返送する返送手段と、
前記返送する処理水にアルカリ剤を添加するアルカリ剤添加手段と、を備え、
前記アルカリ剤添加手段により、嫌気性生物処理する際の前記排水のアルカリ度が１５ｍｇＣａＣＯ３／ｍｍｏｌアルキルアンモニウム塩以上５５ｍｇＣａＣＯ３／ｍｍｏｌアルキルアンモニウム塩以下の範囲に調整されることを特徴とする嫌気性生物処理装置。
【請求項２１】
アルキルアンモニウム塩を含有する排水を嫌気的に生物処理する反応槽と、
嫌気性生物処理した処理水の一部を前記排水に返送する返送手段と、
前記返送処理水、又は前記排水と前記返送処理水との混合液にアルカリ剤又は酸剤を添加して、前記返送処理水又は前記混合液のｐＨを調整するｐＨ調整手段と、を備え、
前記返送処理水又は前記混合液のｐＨは７．５以上９未満の範囲に調整されることを特徴とする嫌気性生物処理装置。
【請求項２２】
アルキルアンモニウム塩を含有する排水を嫌気的に生物処理する反応槽と、
嫌気性生物処理により発生したガスとアルカリ剤とを気液接触させ、前記排水に前記気液接触液を添加する気液接触液添加手段と、を備え、
前記気液接触液添加手段により、嫌気性生物処理する際の前記排水のアルカリ度が１５ｍｇＣａＣＯ３／ｍｍｏｌアルキルアンモニウム塩以上５５ｍｇＣａＣＯ３／ｍｍｏｌアルキルアンモニウム塩以下の範囲に調整されることを特徴とする嫌気性生物処理装置。
【請求項２３】
アルキルアンモニウム塩を含有する排水を嫌気的に生物処理する反応槽と、
嫌気性生物処理した処理水の一部を前記排水に返送する返送手段と、
嫌気性生物処理により発生したガスとアルカリ剤とを気液接触させ、前記返送処理水又は前記排水に前記気液接触液を添加する気液接触液添加手段と、を備え、
前記気液接触液添加手段により、嫌気性生物処理する際の前記排水のアルカリ度が１５ｍｇＣａＣＯ３／ｍｍｏｌアルキルアンモニウム塩以上５５ｍｇＣａＣＯ３／ｍｍｏｌアルキルアンモニウム塩以下の範囲に調整されることを特徴とする嫌気性生物処理装置。
【請求項２４】
アルキルアンモニウム塩を含有する排水を嫌気的に生物処理する反応槽と、
嫌気性生物処理した処理水の一部を前記排水に返送する返送手段と、
嫌気性生物処理により発生したガスとアルカリ剤とを気液接触させ、前記返送処理水、前記排水、又は前記排水と前記返送処理水との混合液に前記気液接触液を添加する気液接触液添加手段と、を備え、
前記気液接触液の添加により、前記返送処理水、前記排水又は前記混合液のｐＨは７．５以上９未満の範囲に調整されることを特徴とする嫌気性生物処理装置。
【請求項２５】
アルキルアンモニウム塩を含有する排水を嫌気的に生物処理する反応槽と、
嫌気性生物処理した処理水の一部を前記排水に返送する返送手段と、
嫌気性生物処理により発生したガスとアルカリ剤とを気液接触させ、前記返送処理水、前記排水、又は前記排水と前記返送処理水との混合液に前記気液接触液を添加する気液接触液添加手段と、
前記返送処理水、前記排水、又は前記排水と前記返送処理水との混合液に酸剤又はアルカリ剤を添加して、前記返送処理水、前記排水、又は前記混合液のｐＨを調整するｐＨ調整手段と、を備え、
前記返送処理水、前記排水又は前記混合液のｐＨは７．５以上９未満の範囲に調整されることを特徴とする嫌気性生物処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド（以下、単にＴＭＡＨと呼ぶ場合がある）、コリン等のアルキルアンモニウム塩を含有する排水を嫌気的に生物処理する生物処理方法及び生物処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体製造工場、液晶製造工場から排出される使用済みのテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド（ＴＭＡＨ）含有排水等のアルキルアンモニウム塩含有排水（レジスト由来の樹脂を若干含有する場合がある）の分解処理方法や排水回収処理方法が、生物処理、イオン交換樹脂を用いた処理、膜処理等の各種方法により提案されている（例えば、特許文献１〜４参照）。
【０００３】
従来の回収技術では、ＴＭＡＨ等のアルキルアンモニウム塩が比較的高濃度で含有する排水に対して、回収したＴＭＡＨを再利用する場合に有効な方法であるが、薬品純度、経済性等に問題がある。
【０００４】
また、従来の物理化学的分解処理方法では、反応が速く、設備も小さくすることが可能であるが、処理コストが嵩むという問題がある。
【０００５】
また、安価なＴＭＡＨ等のアルキルアンモニウム塩含有排水の処理方法としては、生物学的分解処理方法が挙げられるが、従来は、好気性生物を利用した生物処理が主流である。そして、好気性生物処理においては、一般的に担体法や浸漬膜活性汚泥法を用いた処理が行われている。
【０００６】
本発明者らは、ＴＭＡＨ、コリン等の嫌気処理の可能性について検討した。その結果、好気処理でも難分解性とされているＴＭＡＨ、コリン等が嫌気処理条件で処理が可能であり、好気処理よりも高速処理が可能であること、処理水質も良好であるため、後段に好気処理設備が不要であることを見出した（例えば、特許文献５参照）。
【０００７】
ＴＭＡＨの嫌気処理は、例えば、以下の反応式により示される。このように、ＴＭＡＨが分解すると、それに伴い炭酸ガスが発生する。そして、炭酸ガスが処理水中に溶存することでｐＨが低下する傾向にある。
Ｎ（ＣＨ３）４ＯＨ  ＋  ２Ｈ２Ｏ  →  ＮＨ４ＯＨ  ＋  ＣＯ２  ＋  ３ＣＨ４
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特公平８−２３５号公報
【特許文献２】特開２００１−２７６８２５号公報
【特許文献３】特許第２７３０６１０号公報
【特許文献４】特開平１１−２６２７６５号公報
【特許文献５】特願２００９−２８７８８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
一般的な嫌気処理では、好気処理の曝気のような強力な槽内撹拌が望めないことから、槽内では比較的押出し流れに近い状態となる。この状態で、ＴＭＡＨの分解により生成・溶解する炭酸ガスを中和するためのアルカリ剤を原水に混合すると、反応槽入口でのｐＨが高くなり、入口付近の汚泥活性が損なわれる。そして、この状態で運転を継続すると、最終的には槽内汚泥全ての活性が損なわれ、処理不能になる場合がある。なお、上記の対処法として、アルカリ剤の分割注入も考えられるが、反応槽内各所での反応状態を予測し、適正量のアルカリ剤を注入する必要があるため、技術的には困難である。
【００１０】
本発明の目的は、ＴＭＡＨ、コリン等のアルキルアンモニウム塩含有排水の嫌気性生物処理において、低コストで、長期にわたり安定した運転を可能とする嫌気性生物処理法及び嫌気性生物処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、アルキルアンモニウム塩を含有する排水を嫌気的に生物処理する嫌気性生物処理方法であって、前記排水にアルカリ度調整剤を添加して、嫌気性生物処理する際の前記排水のアルカリ度を１５ｍｇＣａＣＯ３／ｍｍｏｌアルキルアンモニウム塩以上５５ｍｇＣａＣＯ３／ｍｍｏｌアルキルアンモニウム塩以下の範囲とする。
【００１２】
また、前記嫌気性生物処理方法において、前記アルカリ度調整剤は、ＮａＨＣＯ３を含むことが好ましい。
【００１３】
また、前記嫌気性生物処理方法において、嫌気性生物処理した処理水の一部を前記排水に返送し、該返送処理水にアルカリ剤を添加することが好ましい。
【００１４】
また、前記嫌気性生物処理方法において、嫌気性生物処理により発生したガスとアルカリ剤とを気液接触させると共に、該気液接触液を前記排水に添加することが好ましい。
【００１５】
また、前記嫌気性生物処理方法において、嫌気性生物処理により発生したガスとアルカリ剤とを気液接触させると共に、嫌気性生物処理した処理水の一部を返送し、該返送処理水又は前記排水に前記気液接触液を添加することが好ましい。
【００１６】
また、前記嫌気性生物処理方法において、前記返送処理水にアルカリ剤を添加して、ｐＨを７．５以上９未満の範囲に調整することが好ましい。
【００１７】
また、前記嫌気性生物処理方法において、前記アルキルアンモニウム塩は、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド（ＴＭＡＨ）であることが好ましい。
【００１８】
また、本発明の嫌気性生物処理装置は、アルキルアンモニウム塩を含有する排水を嫌気的に生物処理する反応槽と、前記排水にアルカリ度調整剤を添加するアルカリ度調整剤添加手段と、を備え、前記アルカリ度調整剤添加手段により、嫌気性生物処理する際の前記排水のアルカリ度が１５ｍｇＣａＣＯ３／ｍｍｏｌアルキルアンモニウム塩以上５５ｍｇＣａＣＯ３／ｍｍｏｌアルキルアンモニウム塩以下の範囲に調整される。
【００１９】
また、前記嫌気性生物処理装置において、前記アルカリ度調整剤は、ＮａＨＣＯ３を含むことが好ましい。
【００２０】
また、前記嫌気性生物処理装置において、嫌気性生物処理した処理水の一部を前記排水に返送する返送手段と、前記返送する処理水にアルカリ剤を添加するアルカリ剤添加手段と、を備えることが好ましい。
【００２１】
また、前記嫌気性生物処理装置において、嫌気性生物処理により発生したガスとアルカリ剤とを気液接触させ、該気液接触液を前記排水に添加する気液接触液添加手段を備えることが好ましい。
【００２２】
また、前記嫌気性生物処理装置において、嫌気性生物処理した処理水の一部を前記排水に返送する返送手段と、嫌気性生物処理により発生したガスとアルカリ剤とを気液接触させ、前記返送処理水又は前記排水に前記気液接触液を添加する気液接触液添加手段と、を備えることが好ましい。
【００２３】
また、前記嫌気性生物処理装置において、前記アルカリ剤添加手段により、前記処理水のｐＨは７．５以上９未満の範囲に調整されることが好ましい。
【００２４】
また、前記嫌気性生物処理装置において、前記アルキルアンモニウム塩は、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド（ＴＭＡＨ）であることが好ましい。
【００２５】
また、本発明は、アルキルアンモニウム塩を含有する排水を嫌気的に生物処理する嫌気性生物処理方法であって、嫌気性生物処理した処理水の一部を前記排水に返送し、該返送処理水にアルカリ剤を添加して、嫌気性生物処理する際の前記排水のアルカリ度を１５ｍｇＣａＣＯ３／ｍｍｏｌアルキルアンモニウム塩以上５５ｍｇＣａＣＯ３／ｍｍｏｌアルキルアンモニウム塩以下の範囲とする。
【００２６】
また、本発明は、アルキルアンモニウム塩を含有する排水を嫌気的に生物処理する嫌気性生物処理方法であって、嫌気性生物処理した処理水の一部を前記排水に返送し、該返送処理水、又は前記排水と該返送処理水との混合液にアルカリ剤又は酸剤を添加して、該返送処理水又は該混合液のｐＨを７．５以上９未満の範囲に調整する。
【００２７】
また、本発明は、アルキルアンモニウム塩を含有する排水を嫌気的に生物処理する嫌気性生物処理方法であって、嫌気性生物処理により発生したガスとアルカリ剤とを気液接触させると共に、該気液接触液を前記排水に添加して、嫌気性生物処理する際の前記排水のアルカリ度を１５ｍｇＣａＣＯ３／ｍｍｏｌアルキルアンモニウム塩以上５５ｍｇＣａＣＯ３／ｍｍｏｌアルキルアンモニウム塩以下の範囲とする。
【００２８】
また、本発明は、アルキルアンモニウム塩を含有する排水を嫌気的に生物処理する嫌気性生物処理方法であって、嫌気性生物処理により発生したガスとアルカリ剤とを気液接触させると共に、嫌気性生物処理した処理水の一部を返送し、該返送処理水又は前記排水に前記気液接触液を添加して、嫌気性生物処理する際の前記排水のアルカリ度を１５ｍｇＣａＣＯ３／ｍｍｏｌアルキルアンモニウム塩以上５５ｍｇＣａＣＯ３／ｍｍｏｌアルキルアンモニウム塩以下の範囲とする。
【００２９】
また、本発明は、アルキルアンモニウム塩を含有する排水を嫌気的に生物処理する嫌気性生物処理方法であって、嫌気性生物処理により発生したガスとアルカリ剤とを気液接触させると共に、嫌気性生物処理した処理水の一部を返送し、該返送処理水、又は前記排水に前記気液接触液を添加して、前記排水と該返送処理水との混合液のｐＨを７．５以上９未満の範囲に調整する。
【００３０】
また、本発明の嫌気性生物処理装置は、アルキルアンモニウム塩を含有する排水を嫌気的に生物処理する反応槽と、嫌気性生物処理した処理水の一部を前記排水に返送する返送手段と、前記返送する処理水にアルカリ剤を添加するアルカリ剤添加手段と、を備え、前記アルカリ剤添加手段により、嫌気性生物処理する際の前記排水のアルカリ度が１５ｍｇＣａＣＯ３／ｍｍｏｌアルキルアンモニウム塩以上５５ｍｇＣａＣＯ３／ｍｍｏｌアルキルアンモニウム塩以下の範囲に調整される。
【００３１】
また、本発明の嫌気性生物処理装置は、アルキルアンモニウム塩を含有する排水を嫌気的に生物処理する反応槽と、嫌気性生物処理した処理水の一部を前記排水に返送する返送手段と、前記返送処理水、又は前記排水と前記返送処理水との混合液にアルカリ剤又は酸剤を添加して、前記返送処理水又は前記混合液のｐＨを調整するｐＨ調整手段と、を備え、前記返送処理水又は前記混合液のｐＨは７．５以上９未満の範囲に調整される。
【００３２】
また、本発明の嫌気性生物処理装置は、アルキルアンモニウム塩を含有する排水を嫌気的に生物処理する反応槽と、嫌気性生物処理により発生したガスとアルカリ剤とを気液接触させ、前記排水に前記気液接触液を添加する気液接触液添加手段と、を備え、前記気液接触液添加手段により、嫌気性生物処理する際の前記排水のアルカリ度が１５ｍｇＣａＣＯ３／ｍｍｏｌアルキルアンモニウム塩以上５５ｍｇＣａＣＯ３／ｍｍｏｌアルキルアンモニウム塩以下の範囲に調整される。
【００３３】
また、本発明の嫌気性生物処理装置は、アルキルアンモニウム塩を含有する排水を嫌気的に生物処理する反応槽と、嫌気性生物処理した処理水の一部を前記排水に返送する返送手段と、嫌気性生物処理により発生したガスとアルカリ剤とを気液接触させ、前記返送処理水又は前記排水に前記気液接触液を添加する気液接触液添加手段と、を備え、前記気液接触液添加手段により、嫌気性生物処理する際の前記排水のアルカリ度が１５ｍｇＣａＣＯ３／ｍｍｏｌアルキルアンモニウム塩以上５５ｍｇＣａＣＯ３／ｍｍｏｌアルキルアンモニウム塩以下の範囲に調整される。
【００３４】
また、本発明の嫌気性生物処理装置は、アルキルアンモニウム塩を含有する排水を嫌気的に生物処理する反応槽と、嫌気性生物処理した処理水の一部を前記排水に返送する返送手段と、嫌気性生物処理により発生したガスとアルカリ剤とを気液接触させ、前記返送処理水、前記排水、又は前記排水と前記返送処理水との混合液に前記気液接触液を添加する気液接触液添加手段と、を備え、前記気液接触液の添加により、前記返送処理水、前記排水又は前記混合液のｐＨは７．５以上９未満の範囲に調整される。
【００３５】
また、本発明の嫌気性生物処理装置は、アルキルアンモニウム塩を含有する排水を嫌気的に生物処理する反応槽と、嫌気性生物処理した処理水の一部を前記排水に返送する返送手段と、嫌気性生物処理により発生したガスとアルカリ剤とを気液接触させ、前記返送処理水、前記排水、又は前記排水と前記返送処理水との混合液に前記気液接触液を添加する気液接触液添加手段と、前記返送処理水、前記排水、又は前記排水と前記返送処理水との混合液に酸剤又はアルカリ剤を添加して、前記返送処理水、前記排水、又は前記混合液のｐＨを調整するｐＨ調整手段と、を備え、前記返送処理水、前記排水又は前記混合液のｐＨは７．５以上９未満の範囲に調整される。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、ＴＭＡＨ、コリン等のアルキルアンモニウム塩含有排水の嫌気性生物処理において、低コストで、長期にわたり安定した運転が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本実施形態に係る嫌気性生物処理装置の構成の一例を示す模式図である。
【図２】本実施形態に係る嫌気性生物処理装置の構成の他の一例を示す模式図である。
【図３】本実施形態に係る嫌気性生物処理装置の構成の他の一例を示す模式図である。
【図４】本実施形態に係る嫌気性生物処理装置の構成の他の一例を示す模式図である。
【図５】本実施形態に係る嫌気性生物処理装置の構成の他の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
本発明の実施形態について以下説明する。本実施形態は本発明を実施する一例であって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。
【００３９】
図１は、本実施形態に係る嫌気性生物処理装置の構成の一例を示す模式図である。図１に示すように、嫌気性生物処理装置１は、原水第１ライン１０、調整槽１２、原水第２ライン１４、反応槽１６、処理水排出ライン１８、ガス排出ライン２０、処理水返送ライン２２、アルカリ度調整剤添加手段、栄養剤供給手段、分離槽２４、酸剤添加ライン３３を備える。アルカリ度調整剤添加手段は、アルカリ度調整剤貯槽２６、アルカリ度調整剤添加ライン２８から構成されており、栄養剤供給手段は、栄養剤貯槽３０、栄養剤供給ライン３２から構成されている。但し、各供給手段の構成は、溶液を排水に供給することができるものであれば上記構成に制限されるものではなく、例えば、溶液の流量を自在に調節するために、各供給ラインにポンプを設置することが好ましい。調整槽１２内には、撹拌装置３４が設けられており、撹拌装置３４等で濃度の均一化を行うことが好ましい。
【００４０】
調整槽１２の原水導入口（不図示）には、原水第１ライン１０が接続されている。アルカリ度調整剤貯槽２６のアルカリ度調整剤排出口（不図示）と調整槽１２のアルカリ度調整剤供給口（不図示）間は、アルカリ度調整剤添加ライン２８により接続され、栄養剤貯槽３０の栄養剤排出口（不図示）と調整槽１２の栄養剤供給口（不図示）間は、栄養剤供給ライン３２により接続されている。また、調整槽１２の原水排出口（不図示）と反応槽１６間は、原水第２ライン１４により接続されている。なお、反応槽１６側の原水第２ライン１４の接続位置は反応槽１６の下部であることが好ましい。
【００４１】
反応槽１６内には、気固液分離装置（以下、ＧＳＳと呼ぶ場合がある）が設けられている。気固液分離装置は、互いに逆方向に傾斜する仕切り板３６，３７を備え、その上部内側に固液分離部３８が形成される。仕切り板３６，３７の下端部は隔離しており、連通路４０が形成され、また、仕切り板３６，３７の一方の下端部は他方の下端部の下側を覆い、浮上するガスが連通路４０から固液分離部３８に入るのを阻止する構造となっている。固液分離部３８には越流式の処理水取出部４２が設けられており、処理水取出部４２の処理水排出口（不図示）には、処理水排出ライン１８が接続されている。また、処理水取出部４２の処理水返送口（不図示）と調整槽１２の処理水供給口（不図示）間は、処理水返送ライン２２が接続されている。また、反応槽１６の頂部には、ガス排出ライン２０が接続されている。反応槽１６の後段に設置される分離槽２４には、反応槽１６からの処理水が通過する処理水排出ライン１８と、分離槽２４により分離された汚泥を必要に応じて反応槽１６に返送する汚泥返送ライン４４が設けられている。処理水排出ライン１８及び汚泥返送ライン４４は、分離槽２４と反応槽１６との間に設けられている。
【００４２】
反応槽１６としては、主にアルキルアンモニウム塩を嫌気的に生物処理することができるものであればよく、ＵＡＳＢ方式、ＥＧＳＢ方式等に代表されるグラニュールを利用した上向流汚泥床式の反応槽や、担体を使用した固定床式又は流動床式の反応槽等が利用可能である。本実施形態の嫌気性生物処理に用いられる担体の種類は、特に制限されるものではないが、例えば、ポリウレタン等のスポンジ担体、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）等のゲル担体、繊維状担体、不織布成型品、ポリプロピレン製等の成型品等が挙げられる。成型品の形態としては、特に制限されるものではなく、例えば、ハニカム型、Ｖ型等の網状骨格体、網状マット状、網様パイプ状、網様ボール状等様々な形態が可能である。
【００４３】
嫌気性生物処理に利用される種汚泥としては、特に制限されるものではないが、例えば、食品工場、飲料工場、製紙工場、化学工場、畜産排水処理等で使用される嫌気性汚泥、グラニュール、又は下水処理場の消化汚泥等が挙げられる。
【００４４】
分離槽２４としては、例えば、図１に示すように凝集剤を添加して処理する凝集沈殿処理、加圧浮上処理等、特に制限されるものではない。なお、分離槽２４は、反応槽１６の構造や運転状態によっては、必ずしも必要ではない。
【００４５】
以下に、本実施形態の嫌気性生物処理装置１の動作及び嫌気性生物処理方法について説明する。
【００４６】
アルキルアンモニウム塩含有排水を原水第１ライン１０から調整槽１２に供給すると共に、アルカリ度調整剤貯槽２６内のアルカリ度調整剤をアルカリ度調整剤添加ライン２８から調整槽１２に供給する。撹拌装置３４により混合された混合液を原水第２ライン１４から反応槽１６内へ導入し、上向流で通液する。本発明者の知見によれば、反応槽１６では、アルキルアンモニウム塩（例えば、ＴＭＡＨ）が嫌気性生物によって、メタン、炭酸ガス、アンモニウムイオン等に分解されると考えられる。
【００４７】
ここで、本実施形態のアルカリ度調整剤とは、ｐＨ緩衝能力を有するｐＨ調整剤であり、リン酸塩、炭酸塩等が用いられる。そして、アルカリ度調整剤の添加は、主に、ＴＭＡＨの分解により生成・溶解する炭酸ガスを中和することを目的とする。本実施形態では、アルカリ度調整剤のｐＨ緩衝能力により、反応槽１６入口でのｐＨが高くなることがないため、反応槽１６内の汚泥の活性低下を抑制することができる。その結果、長期にわたり安定した運転を可能とする。上記でも説明したように、単にＮａＯＨ等のアルカリ剤を添加すると、反応槽１６入口でのｐＨが高くなり、入口付近の汚泥活性が損なわれる。そして、この状態で運転を継続すると、最終的には槽内汚泥全ての活性が損なわれ、処理不能になる場合がある。
【００４８】
本実施形態では、アルキルアンモニウム塩含有排水にアルカリ度調整剤を添加して、嫌気性生物処理する際のアルカリ度を１５ｍｇＣａＣＯ３／ｍｍｏｌアルキルアンモニウム塩以上５５ｍｇＣａＣＯ３／ｍｍｏｌアルキルアンモニウム塩以下と範囲とする。アルカリ度が１５ｍｇＣａＣＯ３／ｍｍｏｌ未満であると、反応槽１６内のｐＨ調整が不十分となり、反応槽１６内の汚泥活性が損なわれ、長期にわたり安定した運転を行うことができない。また、アルカリ度が５５ｍｇＣａＣＯ３／ｍｍｏｌアルキルアンモニウム塩を超えると、処理コストが高くなり、実用的ではない。
【００４９】
アルカリ度とは、水中に含まれている炭酸塩、炭酸水素塩、又は水酸化物等のアルカリ成分を所定のｐＨまで中和する酸の量を炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）の濃度（ｍｇ／Ｌ）で表したものである。アルカリ度の計算式は、以下で表される。
アルカリ度（ｍｇＣａＣＯ３／Ｌ）＝ａ×Ｆ×１０００／試料ｍＬ×５
ａ：０．１ｍｏｌ／Ｌの塩酸滴定量（ｍＬ）
Ｆ：０．１ｍｏｌ／Ｌの塩酸のファクター
【００５０】
本実施形態に用いられるアルカリ度調整剤は、リン酸塩、炭酸塩等が挙げられるが、入手の容易さ、コスト等を考慮するとＮａＨＣＯ３が好ましい。
【００５１】
本実施形態において、排水へのＮａＨＣＯ３の添加量は、３００ｍｇＮａＨＣＯ３／ｇＴＭＡＨ以上であることが好ましい。
【００５２】
上記で説明したように、反応槽１６では、アルキルアンモニウム塩（例えば、ＴＭＡＨ）が嫌気性生物によって、メタン、炭酸ガス、アンモニウムイオン等に分解される。そして、嫌気性生物処理された排水が連通路４０から固液分離部３８に入り、固液分離された処理水は越流して処理水取出部４２へ流れ、処理水排出ライン１８から取り出される。反応槽１６で発生するメタン等のガスは、仕切り板３６，３７に遮られて固液分離部３８には流入せず、反応槽１６を上昇し、ガス排出ライン２０から取り出される。
【００５３】
また、本実施形態では、生物処理後の処理水の一部を処理水返送ライン２２から調整槽１２に供給されることが好ましい。これにより、処理水中に残存するアルカリ度調整剤を排水に再度供給することができるため、投入するアルカリ度調整剤を有効利用することができ、アルカリ度調整剤の添加量を削減することができる。例えば、ＴＭＡＨ（分子量９１）濃度が９１００ｍｇ／Ｌの原水を処理する場合、アルカリ度として１５００ｍｇＣａＣＯ３／Ｌに調整する必要がある。この時、ＴＭＡＨが完全分解された処理水を排水の流量に対して２倍量循環させると、排水１Ｌに対して１０００ｍｇＣａＣＯ３が循環する処理水から補給されるため、投入が必要なアルカリ度調整剤は排水１Ｌ当たり５００ｍｇＣａＣＯ３でよいこととなる。
【００５４】
本実施形態では、ＴＭＡＨ等を含む排水はアルカリであるため、排水のｐＨを調整するために、例えば、塩酸等の酸剤等を酸剤添加ライン３３から調整槽１２に供給することが好ましい。
【００５５】
本実施形態では、嫌気性生物の分解活性を良好に維持するために、例えば、栄養剤供給ライン３２から調整槽１２に栄養剤を供給することが好ましい。栄養剤としては、特に制限されるものではないが、例えば、炭素源、窒素源、その他無機塩類等が挙げられる。
【００５６】
生物処理により得られた処理水は、処理水排出ライン１８を通り、分離槽２４に供給される。分離槽２４では、生物処理の立ち上げ時等、原水変動等によって処理水に流出した汚泥が回収され、再び汚泥返送ライン４４から反応槽１６に戻される。汚泥が除去された処理水は、分離槽２４から排出され、装置系外へと取り出される。また、処理水の発泡が著しい場合には、分離槽２４に供給される際等において、消泡剤を添加することが好ましい。
【００５７】
また、アルキルアンモニウム塩含有排水に、レジスト、界面活性剤等のＳＳ成分が含まれている場合には、反応槽１６の前段に、ＳＳ成分を分離除去することができる分離槽２４をさらに設置することが好ましい。アルキルアンモニウム塩含有排水を反応槽１６で処理するに当たり、レジストや界面活性剤が混入していても、生物処理に影響を与えることはないため、特に事前除去等の処理は必要ではないが、分離槽２４を設置することにより、ＳＳ成分による処理装置の詰まり等を防止することができる。
【００５８】
図２は、本実施形態に係る嫌気性生物処理装置の構成の他の一例を示す模式図である。図２に示す嫌気性生物処理装置２において、図１に示す嫌気性生物処理装置１と同様の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。図２に示す嫌気性生物処理装置２は、循環する処理水にアルカリ剤を添加するアルカリ剤添加手段を備えている。該アルカリ剤添加手段は、アルカリ剤貯槽４６、アルカリ剤添加ライン４８から構成されており、アルカリ剤貯槽４６と処理水返送ライン２２との間が、アルカリ剤添加ライン４８により接続されている。
【００５９】
本実施形態では、アルカリ剤が、処理水返送ライン２２を通る処理水に供給される。処理水中には、上記説明したアルカリ度調整剤の他に、嫌気性生物処理により生成した炭酸ガスが溶解している。これにより、処理水中の炭酸ガスとアルカリ剤とが反応し炭酸塩、すなわちアルカリ度調整剤を生成させることができる。その結果、処理水中のアルカリ度調整剤量を増加させることができ、排水に添加するアルカリ度調整剤量を低減させることができるため、処理コストを削減することができる。
【００６０】
本実施形態では、アルカリ度調整剤添加ライン２８からのアルカリ度調整剤添加と、アルカリ剤添加手段によるアルカリ剤添加によって、嫌気性生物処理する際のアルカリ度を１５ｍｇＣａＣＯ３／ｍｍｏｌアルキルアンモニウム塩以上５５ｍｇＣａＣＯ３／ｍｍｏｌアルキルアンモニウム塩以下の範囲とする。
【００６１】
また、他の実施形態として、アルカリ剤添加手段によるアルカリ剤添加によって、嫌気性生物処理する際のアルカリ度を１５ｍｇＣａＣＯ３／ｍｍｏｌアルキルアンモニウム塩以上５５ｍｇＣａＣＯ３／ｍｍｏｌアルキルアンモニウム塩以下の範囲とすることができる場合には、ＮａＯＨやＫＯＨ等のアルカリ剤添加手段のみを備えればよく、アルカリ度調整剤添加手段を設ける必要はない。
【００６２】
また、本実施形態では、処理水にアルカリ剤を添加して、ｐＨを７．５以上〜９未満の範囲に調整することが好ましく、ｐＨを８以上８．５以下の範囲に調整することがより好ましい。ｐＨが９以上であると、反応槽１６内の汚泥の活性が低下する場合があり、ｐＨが７．５より低いと、反応槽１６内のアルカリ度が低くなりすぎるため、アルキルアンモニウム塩の分解により発生する炭酸ガスの影響を受け、反応槽１６内のｐＨが低下し、反応槽１６内の汚泥の活性が低下する場合がある。なお、本実施形態では、アルカリ剤を添加して返送処理水のｐＨを調整しているが、排水と返送処理水との混合液にアルカリ剤を添加してｐＨを調整してもよい。また、アルキルアンモニウム塩含有排水がアルカリ性である場合には、該排水と返送処理水とを混合してｐＨを調整してもよい。この場合、該排水のアルカリが多く該混合液のｐＨが低い場合には塩酸等の酸剤により、返送処理水による炭酸が多く該混合液のｐＨが低い場合にはＮａＯＨ等のアルカリ剤によりｐＨを７．５以上９未満の範囲に調整することが好ましく、ｐＨを８以上８．５以下の範囲に調整することがより好ましい。
【００６３】
図３は、本実施形態に係る嫌気性生物処理装置の構成の他の一例を示す模式図である。図３に示す嫌気性生物処理装置３において、図１に示す嫌気性生物処理装置１と同様の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。図３に示す嫌気性生物処理装置３は、嫌気性生物処理により発生した炭酸ガスとアルカリ剤とを気液接触させ、循環する処理水に気液接触液を添加する気液接触液添加手段を備えている。該気液接触液添加手段は、アルカリ剤貯槽５０、第１添加ライン５２、ガス吸収槽５４、第２添加ライン５６から構成されている。アルカリ剤貯槽５０とガス吸収槽５４との間は、第１添加ライン５２により接続され、ガス吸収槽５４と処理水返送ライン２２との間は、第２添加ライン５６により接続されている。また、ガス吸収槽５４には、ガス排出ライン２０が接続されている。本実施形態の気液接触手段は、嫌気性生物処理により発生した炭酸ガスとアルカリ剤とを気液接触させ、該気液接触液を排水に添加する構成であってもよく、例えば、第２添加ライン５６を調整槽１２、原水第１ライン１０、原水第２ライン１４、又はアルカリ度調整剤添加ライン２８等に接続させてもよい。
【００６４】
アルキルアンモニウム塩の分解により生成した炭酸ガスは、反応槽１６から排出され、ガス排出ライン２０を通り、ガス吸収槽５４に導入される。そして、アルカリ剤が第１添加ライン５２を通り、ガス吸収槽５４に供給される。ガス吸収槽５４内で、炭酸ガスとアルカリ剤とが気液接触すると、炭酸塩（気液接触液）が生成される。生成した炭酸塩は、第２添加ライン５６を通り、処理水返送ライン２２を通る処理水に供給される。このような構成によっても、炭酸塩からなるアルカリ度調整剤を生成させることができるため、処理水中のアルカリ度調整剤量を増加させることができ、排水に添加するアルカリ度調整剤量を低減させることができる。その結果、処理コストを削減することができる。
【００６５】
本実施形態では、アルカリ度調整剤添加ライン２８からのアルカリ度調整剤添加と、気液接触液添加手段からの気液接触液添加によって、嫌気性生物処理する際のアルカリ度を１５ｍｇＣａＣＯ３／ｍｍｏｌアルキルアンモニウム塩以上５５ｍｇＣａＣＯ３／ｍｍｏｌアルキルアンモニウム塩以下と範囲とする。また、本実施形態で、処理水を返送する場合には、該排水、該返送処理水、又は該排水と該返送処理水の混合液に該気液接触液を添加して、該排水、該返送処理水、又は該混合液のｐＨを７．５以上９未満の範囲に調整することが好ましく、ｐＨを８以上８．５以下の範囲に調整することがより好ましい。気液接触液によるｐＨ調整においては、例えば、第２添加ライン５６と処理水返送ライン２２との接続部より下流の第２添加ライン５６の位置にｐＨセンサ等のｐＨ検出手段を設け、また、第２添加ライン５６には気液接触液の流量を調節するポンプ等の流量調整手段を設け、そして、ｐＨセンサ等によりデータに基づいて、気液接触液の添加量を調整し、ｐＨ調整することが好ましい。また、例えば、排水と返送処理水との混合液のｐＨを調整する場合には、ｐＨセンサ等によりデータに基づいて、酸剤、又はアルカリ剤を混合液に添加してｐＨ調整することが好ましい。
【００６６】
また、他の実施形態として、気液接触液添加手段からの気液接触液添加によって、嫌気性生物処理する際のアルカリ度を１５ｍｇＣａＣＯ３／ｍｍｏｌアルキルアンモニウム塩以上５５ｍｇＣａＣＯ３／ｍｍｏｌアルキルアンモニウム塩以下と範囲とすることができる場合には、気液接触液添加手段のみを備えればよく、アルカリ度調整剤添加手段を設ける必要はない。
【００６７】
また、他の実施形態として、嫌気性生物処理装置は、アルカリ度調整剤添加手段、アルカリ剤添加手段、気液接触液添加手段の全てを備えているものであってもよい。
【００６８】
図４は、本実施形態に係る嫌気性生物処理装置の構成の他の一例を示す模式図である。図４に示す嫌気性生物処理装置４において、図３に示す嫌気性生物処理装置３と同様の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。図４に示す嫌気性生物処理装置４には、処理水返送ライン２２が設けられていない。また、気液接触液添加手段は、嫌気性生物処理により発生した炭酸ガスとアルカリ剤とを気液接触させ、該気液接触液を排水に添加するものであり、第２添加ライン５６が調整槽１２に接続されている。なお、本実施形態において、気液接触液は排水に添加されればよいため、例えば、第２添加ライン５６は原水第１ライン１０、原水第２ライン１４、又はアルカリ度調整剤添加ライン２８等に接続されていてもよい。
【００６９】
図５は、本実施形態に係る嫌気性生物処理装置の構成の他の一例を示す模式図である。図５に示す嫌気性生物処理装置５において、図３に示す嫌気性生物処理装置３と同様の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。図５に示す嫌気性生物処理装置５では、調整槽１２に直接第２添加ライン５６が接続されている。また、調整槽１２には、ｐＨを検出する検出手段としてのｐＨ検出センサ３５が接続されている。ｐＨセンサ３５と第２添加ライン５６及び酸剤添加ライン３３に設けられる吐出ポンプ（３９ａ，３９ｂ）とは電気的に接続されており、検出したｐＨ値に応じて、吐出ポンプ（３９ａ，３９ｂ）を稼働させ、酸剤又は気液接触液を供給することができるようになっている。
【００７０】
本実施形態では、例えば、原水第１ライン１０から供給される排水と、処理水返送ライン２２から供給される返送処理水とを調整槽１２で混合する。そして、ｐＨセンサ３５により、排水と返送処理水との混合液のｐＨを検出し、検出したｐＨ値に応じて、吐出ポンプ（３９ａ，３９ｂ）を稼働させ、酸剤又は気液接触液を調整槽１２に供給する。そして、該混合液のｐＨを７．５以上９未満の範囲、好ましくはｐＨを８以上８．５以下の範囲に調整する。上記構成によっても、アルキルアンモニウム塩含有排水の嫌気性生物処理において、低コストで、長期にわたり安定した運転が可能である。
【００７１】
以下に、上記説明した実施形態におけるその他の構成及び動作について説明する。
【００７２】
本実施形態の処理対象となるアルキルアンモニウム塩は、例えば、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド（ＴＭＡＨ）、テトラエチルアンモニウムハイドロオキサイド、テトラプロピルアンモニウムハイドロオキサイド、テトラブチルアンモニウムハイドロオキサイド、メチルトリエチルアンモニウムハイドロオキサイド、トリメチルエチルアンモニウムハイドロオキサイド、ジメチルジエチルアンモニウムハイドロオキサイド、トリメチル（２−ヒドロキシエチル）アンモニウムハイドロオキサイド（即ち、コリン）、トリエチル（２−ヒドロキシエチル）アンモニウムハイドロオキサイド、ジメチルジ（２−ヒドロキシエチル）アンモニウムハイドロオキサイド、ジエチルジ（２−ヒドロキシエチル）アンモニウムハイドロオキサイド、メチルトリ（２−ヒドロキシエチル）アンモニウムハイドロオキサイド、エチルトリ（２−ヒドロキシエチル）アンモニウムハイドロオキサイド、テトラ（２−ヒドロキシエチル）アンモニウムハイドロオキサイド、及びその塩類等が挙げられる。本実施形態では、特に、半導体製造工場等から排出されるテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド（ＴＭＡＨ）、トリメチル（２−ヒドロキシエチル）アンモニウムハイドロオキサイド（即ち、コリン）の処理に好適である。
【００７３】
また、アルキルアンモニウム塩含有排水を反応槽１６で生物処理した処理水には、アンモニア性窒素が含有されているため、反応槽１６の後段には、窒素処理槽を設置することが好ましい。窒素処理槽としては、一般的に知られている窒素処理装置であればよく、例えば、硝化−脱窒−再酸化処理、亜硝酸化−アナモックス処理等の生物処理又はアンモニア蒸留、ストリッピング処理等の物理化学処理等を行うことができる装置が挙げられる。また、処理水を一部循環して排水と混合し、ストリッピング処理後にＴＭＡＨ処理することにより、後段での窒素生物処理の負荷を下げることもできる。
【００７４】
また、本実施形態では、生物処理後の処理水の一部を処理水返送ライン２２から調整槽１２に供給して、反応槽１６に流入する際（生物処理する際）のアルキルアンモニウム塩含有排水中のアルキルアンモニウム塩濃度を２００００ｍｇ／Ｌ以下とすることが好ましく、１００００ｍｇ／Ｌ以下の範囲とすることが好ましい。特に、水質変動、共存物質の影響が懸念される場合には、反応槽１６に流入する際（生物処理する際）のアルキルアンモニウム塩含有排水中のアルキルアンモニウム塩濃度を５０００ｍｇ／Ｌ以下とすることが好ましく、１０００ｍｇ／Ｌ以上３０００ｍｇ／Ｌ以下の範囲とすることがより好ましい。ここで、本実施形態では、アルキルアンモニウム塩含有排水中のアルキルアンモニウム塩濃度が、少なくとも２００００ｍｇ／Ｌを超える場合に、処理水を供給して２００００ｍｇ／Ｌ以下の濃度に希釈すればよい。但し、アルキルアンモニウム塩含有排水中のアルキルアンモニウム塩濃度が、２００００ｍｇ／Ｌ以下（例えば、１００００ｍｇ／Ｌ以上）であっても、処理水を供給して、例えば、１００００ｍｇ／Ｌ以下又は１０００ｍｇ／Ｌ以上３０００ｍｇ／Ｌ以下の範囲に希釈してもよい。反応槽１６に流入する際のアルキルアンモニウム塩含有排水中のアルキルアンモニウム塩濃度が、２００００ｍｇ／Ｌを超えると、生物処理の際、アルキルアンモニウム塩の分解反応速度が遅くなる場合がある。
【００７５】
本実施形態では、例えば、処理水排出ライン１８等に生物処理後の処理水中のアンモニウムイオン濃度を検出するセンサを設置してもよい。そして、検出したアンモニウムイオン濃度からアルキルアンモニウム塩濃度を推定し、該推定値に基づいて、反応槽１６に流入する際のアルキルアンモニウム塩濃度が上記範囲となるように、処理水の添加量を決定することが好ましい。また、例えば、調整槽１２又は原水第１ライン１０等にアルキルアンモニウム塩濃度を検出するセンサを設置してもよい。そして、検出したアルキルアンモニウム塩濃度に基づいて、反応槽１６に流入する際のアルキルアンモニウム塩濃度が上記範囲となるように、処理水の添加量を決定してもよい。
【００７６】
また、反応槽１６内のアンモニウムイオン濃度が５０００ｍｇ／Ｌを超えると、分解反応速度が低下するため、生物処理後の処理水の一部を処理水返送ライン２２から調整槽１２に供給して、反応槽１６内のアンモニウムイオン濃度を５０００ｍｇ／Ｌ以下とすることが好ましく、１０００ｍｇ／Ｌ以下とすることがより好ましい。
【００７７】
また、上記生物処理した処理水に代えて、例えば、工業用水、放流水、又は工場内で設備がある場合にはアンモニア廃液、ＩＰＡ廃液の蒸留等から得られる蒸留処理水（凝縮水）等の希釈水を用いて、アルキルアンモニウム塩含有排水の希釈を行ってもよい。蒸留処理水は、水温が４０℃と高いことから、反応槽１６を加温し、アルキルアンモニウム塩の分解反応を促進させることができる点で好ましい。
【００７８】
本実施形態では、アルキルアンモニウム塩含有排水を生物処理するに当たり、ｐＨが６．５以上９．０以下の範囲が好ましく、ｐＨが７．０以上８．０以下の範囲がより好ましい。アルキルアンモニウム塩含有排水のｐＨが上記範囲外であると、生物処理によるアルキルアンモニウム塩の分解反応速度が低下する場合がある。また、従来、嫌気性生物処理においては、アンモニア阻害を抑制するために、ｐＨ６．５以上７以下の弱酸性が好ましいとされていたが、アルキルアンモニウム塩の処理に関しては、ｐＨ７以上８以下の弱アルカリ側で、最も処理性能が良くなる。これは、本発明者らが初めて明らかにしたことである。ここで、上記範囲にｐＨ調整する際には、アルキルアンモニウム塩含有排水中のアルキルアンモニウム塩濃度を２００００ｍｇ／Ｌ以下、アンモニウムイオン濃度を５０００ｍｇ／Ｌ以下とすることが好ましい。
【００７９】
本実施形態では、アルキルアンモニウム塩含有排水を生物処理するに当たり、反応槽１６内の水温を２０℃以上となるように温度調整することが好ましく、２８〜３５℃の範囲となるように温度調整することがより好ましい。嫌気性生物処理によるアルキルアンモニウム塩の分解は、２０℃未満でも可能であるが、２０℃未満であると、分解反応速度が低下してしまうため、水温を上記範囲に調整することが好ましい。上記温度調整方法は、特に制限されるものではないが、例えば、蒸気を調整槽１２に供給することで、反応槽１６内の水温を調整してもよいし、反応槽１６にヒータを設置して、ヒータの熱により反応槽１６内の水温を調整しても良い。また、例えば、加温した希釈水を供給することで、反応槽１６内の水温を調整してもよい。また、例えば、アルキルアンモニウム塩の分解によりメタンガスが発生するが、通常の嫌気処理同様に脱硫処理を実施後、メタンガスボイラーで熱エネルギとして回収し、該熱エネルギを反応槽１６に供給し、水温を調整してもよい。ここで、上記範囲に反応槽１６内の水温を調整する際には、アルキルアンモニウム塩含有排水中のアルキルアンモニウム塩濃度を２００００ｍｇ／Ｌ以下、アンモニウムイオン濃度を５０００ｍｇ／Ｌ以下とすることが好ましい。
【実施例】
【００８０】
以下、実施例および参考例を挙げ、本発明をより具体的に詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【００８１】
（実施例１）
半導体工場から排出されたＴＭＡＨ含有の実排水を２０００ｍｇＴＭＡＨ／Ｌになるように調整し、内容積０．８Ｌのカラムに種汚泥として嫌気性汚泥（汚泥濃度２５１４８ｍｇ／Ｌ）をカラムの半量添加後、上記実排水を５ｋｇＴＭＡＨ／ｍ３／ｄの負荷で通水した。通水時の温度は３５℃、ｐＨは７以上８以下となるように調整した。また、栄養剤（オルガノ（株）製のオルガミンＮＰ−５１を０．２４ｇ／ｍＬ）、微量元素（オルガノ（株）製のオルガミン１０を１．２ｍＬ／Ｌ）、Ｎｉ、Ｃｏ（各０．１ｍｇ／Ｌ）添加した。また、本排水に添加するアルカリ度調整剤としてＮａＨＣＯ３を使用して、添加濃度を変えて嫌気性処理を行った。表１にＮａＨＣＯ３の添加濃度、アルカリ度、処理水中のＴＭＡＨ濃度をまとめた。
【００８２】
【表１】
2011011171.tif 000003
【００８３】
本結果より、排水中のＴＭＡＨを効率良く分解することができるアルカリ度は、１５ｍｇＣａＣＯ３／ｍｍｏｌＴＭＡＨ以上５５ｍｇＣａＣＯ３／ｍｍｏｌＴＭＡＨ以下の範囲であることがわかった。
【００８４】
（実施例２）
半導体工場から排出されたＴＭＡＨ含有の実排水を７０００ｍｇＴＭＡＨ／Ｌになるように調整し、内容積０．８Ｌのカラムに種汚泥として嫌気性汚泥（汚泥濃度２５１４８ｍｇ／Ｌ）をカラムの半量添加後、上記実排水を５ｋｇＴＭＡＨ／ｍ３／ｄの負荷で通水した。また、原水の２倍量の処理水を循環させてカラムに返送した。通水時の温度は３５℃、ｐＨは７以上８以下となるように調整した。また、栄養剤（オルガノ（株）製のオルガミンＮＰ−５１を０．２４ｇ／ｍＬ）、微量元素（オルガノ（株）製のオルガミン１０を１．２ｍＬ／Ｌ）、Ｎｉ、Ｃｏ（各０．１ｍｇ／Ｌ）添加した。また、本排水に添加するアルカリ度調整剤としてＮａＨＣＯ３を使用して、添加濃度を変えて嫌気性処理を行った。表２にＮａＨＣＯ３の添加濃度、アルカリ度、処理水中のＴＭＡＨ濃度をまとめた。
【００８５】
【表２】
2011011171.tif 000004
【００８６】
表２から判るように、処理水を循環させることにより、排水に添加するＮａＨＣＯ３添加量を削減することができた。
【００８７】
（実施例３）
ＴＭＡＨ含有排水としては原水ＴＭＡＨ約４０００ｍｇ／Ｌの実排水を用い、ｐＨが７以上８以下となるように調整した。また、栄養剤（オルガノ（株）製のオルガミンＮＰ−５１を０．２４ｇ／ｍＬ）、微量元素（オルガノ（株）製のオルガミン１０を１．２ｍＬ／Ｌ）、Ｎｉ、Ｃｏ（各０．１ｍｇ／Ｌ）添加した。本排水をＴＭＡＨ濃度２０００ｍｇ／Ｌとなるように処理水で希釈した。希釈に使用した処理水は、実施例１のＮａＨＣＯ３添加濃度１０００ｍｇ／Ｌの条件により得られた処理水にＮａＯＨを添加して、ｐＨを７．４〜９．０に変化させたものを用いた。また、比較として、ＴＭＡＨ濃度２０００ｍｇ／Ｌとなるように純水で希釈したものも準備した。そして、内容積１００ｍＬのバイアル瓶に、上記希釈調整後のＴＭＡＨ含有排水（栄養剤等を含む）を４７．５ｍＬ、嫌気性汚泥（汚泥濃度２００００ｍｇ／Ｌ）を２．５ｍＬ入れ、総液量５０ｍＬとした。バイアル瓶内を窒素パージした後にアルミキャップを施して密閉し、３５度にて振騰培養した。そして、ＴＭＨＡＨに伴い発生するガスの量をシリンジにて測定し、汚泥当たりのガス発生速度を測定した。表３に、本試験条件、１７時間後及び２５時間後のガス発生速度の結果をまとめた。なお、本実施例では、ＴＭＡＨの分解に伴い発生するガスの発生速度をＴＭＡＨ分解活性の指標として、本実施例の効果を検証した。
【００８８】
【表３】
2011011171.tif 000005
【００８９】
１７時間後のガス発生速度は、ｐＨ９に調整した処理水が純水の場合と同様最も低かった。したがって、ｐＨを９以上に調整するとＴＭＡＨ分解処理活性が低下することが判った。このような状態が継続すると、反応槽内の入口付近の汚泥活性が低下し、最終的に槽内全体の汚泥活性が低下して処理が不能になる虞がある。また、ｐＨ７．４に調整した処理水では、２５時間後のガス発生速度はｐＨ８、８．５に調整した場合に比べて低下した。これは、試験系内の総アルカリ度が低いため、ＴＭＡＨの分解が進行するに伴い発生する炭酸ガスにより、系内ｐＨが低下した影響であると予測される。このような状態が継続すると、ＴＭＡＨの完全分解が行われず、処理水中にＴＭＡＨが残存する虞がある。したがって、ｐＨ７．５以上９未満の範囲に調整した処理水を循環させることが好ましく、ｐＨ８以上８．５以下の範囲に調整した処理水を循環させることがより好ましい。なお、処理水により希釈した試験系において、原水と希釈用処理水を混合した後のｐＨは、いずれも希釈用処理水と同一のｐＨであった。
【００９０】
（実施例４）
実施例４では、炭酸ガスとアルカリ剤との反応によるアルカリ度調整剤化を検討するため、実施例１で発生したガスを１．３Ｌ採取し、２．４％ＮａＯＨ水溶液１０ｍＬに通気し、通気後のＣＯ２の濃度及び通気後の水溶液の無機炭酸濃度及びｐＨを測定した。
【００９１】
その結果、ガス通気前後でＣＯ２濃度は１５．５％〜７．５％に減少し、水溶液中の無機炭素濃度は５７００ｍｇ／Ｌ、ｐＨ９．３であり、アルカリ度調整剤化はかなり進行していると云える。本実施例のような単純な気液接触でも、このようなアルカリ度調整剤化を図ることができることがわかった。すなわち、単純な気液接触でなく、充填剤を使用したり、理論段数を高くすること等によって、ガス吸収方法等を改善することにより、アルカリ剤を完全にアルカリ度調整剤にすることも可能である。したがって、気液接触後のアルカリ剤を反応槽に返送する処理水に添加する方が、反応槽に返送する処理水にアルカリ剤を添加するのみよりも充分なアルカリ度調整剤を補給することができ、アルカリ度調整剤の使用量を削減しても安定したアルカリ度調整が可能となる。また、上記アルカリ度調整剤は循環する処理水ではなく直接調製槽１２に添加することも可能である。
【符号の説明】
【００９２】
１〜５  嫌気性生物処理装置、１０  原水第１ライン、１２  調整槽、１４  原水第２ライン、１６  反応槽、１８  処理水排出ライン、２０  ガス排出ライン、２２  処理水返送ライン、２４  分離槽、２６  アルカリ度調整剤貯槽、２８  アルカリ度調整剤添加ライン、３０  栄養剤貯槽、３２  栄養剤供給ライン、３３  酸剤添加ライン、３４  撹拌装置、３５  ｐＨセンサ、３６，３７  仕切り板、３８  固液分離部、３９ａ，３９ｂ吐出ポンプ、４０  連通路、４２  処理水取出部、４４  汚泥返送ライン、４６  アルカリ剤貯槽、４８  アルカリ剤添加ライン、５０  アルカリ剤貯槽、５２  第１添加ライン、５４  ガス吸収槽、５６  第２添加ライン。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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