(57)【要約】【課題】グリコール類を含有する廃水をＵＡＳＢ法によって高効率で処理することができるとともに、コストの低減が図られるグリコール類含有廃水の処理方法、グリコール類含有廃水装置及びこれらに使用される汚泥を提供すること【解決手段】グリコール類含有廃水を、ＵＡＳＢ反応槽に備えられた汚泥を通じて嫌気的に処理するグリコール類含有廃水の処理方法であって、汚泥は複数種類の微生物からなる微生物群を含み、該微生物群において、プロテオバクテリア門に属する微生物及びユーリアーキオータ門に属する微生物のいずれか一方の存在割合が最も高く、他方の存在割合が次に高い。【選択図】図７
2015097994.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
グリコール類含有廃水を、ＵＡＳＢ（Upflow Anaerobic Sludge Blanket）反応槽に備えられた汚泥を通じて嫌気的に処理するグリコール類含有廃水の処理方法において、
上記汚泥は複数種類の微生物からなる微生物群を含み、該微生物群において、プロテオバクテリア（Proteobacteria）門に属する微生物及びユーリアーキオータ（Euryarchaeota）門に属する微生物のいずれか一方の存在割合が最も高く、他方の存在割合が次に高いことを特徴とするグリコール類含有廃水の処理方法。
【請求項２】
上記汚泥に含まれるすべての微生物に対する上記プロテオバクテリア（Proteobacteria）門に属する微生物の存在割合が３０〜４５％であるとともに、ユーリアーキオータ（Euryarchaeota）門に属する微生物の存在割合が１５〜２５％であることを特徴とする請求項１に記載のグリコール類含有廃水の処理方法。
【請求項３】
上記プロテオバクテリア（Proteobacteria）門に属する微生物には、ペロバクター（Pelobacter）属に属する微生物が含まれていることを特徴とする請求項１又は２に記載のグリコール類含有廃水の処理方法。
【請求項４】
上記ユーリアーキオータ（Euryarchaeota）門に属する微生物には、メタン菌（Methanogen）が含まれていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のグリコール類含有廃水の処理方法。
【請求項５】
上記汚泥に含まれる微生物はすべて野生株であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の処理方法。
【請求項６】
グリコール類含有廃水を嫌気的に処理するための処理装置に使用される汚泥において、該汚泥は複数の微生物からなる微生物群を含むとともに、該微生物群において、プロテオバクテリア（Proteobacteria）門に属する微生物及びユーリアーキオータ（Euryarchaeota）門に属する微生物のいずれか一方の存在割合が最も高く、他方の存在割合が次に高いことを特徴とする汚泥。
【請求項７】
上記微生物群において、上記プロテオバクテリア（Proteobacteria）門に属する微生物の存在割合が３０〜４５％であるとともに、ユーリアーキオータ（Euryarchaeota）門に属する微生物の存在割合が１５〜２５％であることを特徴とする請求項６に記載の汚泥。
【請求項８】
上記プロテオバクテリア（Proteobacteria）門に属する微生物には、ペロバクター（Pelobacter）属に属する微生物が含まれていることを特徴とする請求項６又は７に記載の汚泥。
【請求項９】
上記ユーリアーキオータ（Euryarchaeota）門に属する微生物には、メタン菌（Methanogen）が含まれていることを特徴とする請求項６〜８のいずれか一項に記載の汚泥。
【請求項１０】
上記微生物群を構成する微生物はすべて野生株であることを特徴とする請求項６〜９のいずれか一項に記載の汚泥。
【請求項１１】
上記汚泥はグラニュール汚泥であることを特徴とする請求項６〜１０のいずれか一項に記載の汚泥。
【請求項１２】
上記請求項１１に記載の汚泥が保持されたＵＡＳＢ反応槽を備えることを特徴とするグリコール類含有廃水処理装置。
【請求項１３】
上記ＵＡＳＢ反応槽から排出される処理済水が供給されるＤＨＳ（Downflow Hanging Sponge）反応槽を有することを特徴とする請求項１２に記載のグリコール類含有廃水の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、グリコール類含有廃水の処理方法、グリコール類含有廃水処理装置及びこれらに用いられる汚泥に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、工業排水や生活排水を処理する方法として、微生物を利用した生物学的処理方法が提案されている。例えば、特許文献１には、エチレングリコールを含有する廃水の処理方法として、単離された菌株により、好気的条件下でエチレングリコールを分解する方法が開示されている。この方法は、当該菌株を含む汚泥が保持された反応槽にエチレングリコールを含有する廃水を通じることにより、反応槽内で当該菌株によってエチレングリコールを分解するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３４１４６１８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、特許文献１に開示された方法において使用される微生物は好気性であることから、当該微生物を含む汚泥を反応槽内に保持するためにはポンプ等によって空気を供給する必要がある。そのため、電力消費量が多くなるという問題がある。また、汚泥の保持のために空気の供給とともに大量の気体を放出することになるため、反応槽内で悪臭が生じる場合には脱臭装置を設ける必要がある。そのため、装置が大型化したり、脱臭装置の維持のためにコストが余計にかかるという問題がある。
【０００５】
また、好気的条件で行われる活性汚泥法では、反応槽内で汚泥を沈澱させることによって上澄みとなった処理済水が回収される。しかし、反応槽内に供給された空気が汚泥内を上昇していくことによって汚泥の沈澱が妨げられるため、反応槽内の汚泥濃度をある程度以上高めると上澄みが形成されにくくなって処理済水の回収が困難となる。そのため、汚泥濃度がある程度高い状態では、さらに汚泥濃度を高めることによって処理能力を高めることは困難であるという問題がある。また、膜分離法によって汚泥と処理済水とを分離することもできるが、この場合には膜分離装置が別途必要になるため、余計にコストがかかるという問題がある。
【０００６】
これらに鑑みて、汚泥への空気の供給が不要である嫌気的条件で行われるＵＡＳＢ（Upflow Anaerobic Sludge Blanket）法を採用することが考えられるが、ＵＡＳＢ法によりグリコール類を含有する廃水を効率的に処理する方法は確立されていない。
【０００７】
そこで、本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、グリコール類を含有する廃水をＵＡＳＢ法によって高効率で処理することができるとともに、コストの低減が図られるグリコール類含有廃水の処理方法、グリコール類含有廃水装置及びこれらに使用される汚泥を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様は、グリコール類含有廃水を、ＵＡＳＢ（Upflow Anaerobic Sludge Blanket）反応槽に備えられた汚泥を通じて嫌気的に処理するグリコール類含有廃水の処理方法において、
上記汚泥は複数種類の微生物からなる微生物群を含み、該微生物群において、プロテオバクテリア（Proteobacteria）門に属する微生物及びユーリアーキオータ（Euryarchaeota）門に属する微生物のいずれか一方の存在割合が最も高く、他方の存在割合が次に高いことを特徴とするグリコール類含有廃水の処理方法にある。
【０００９】
本発明の他の態様は、グリコール類含有廃水を嫌気的に処理するための処理装置に使用される汚泥において、
該汚泥は複数の微生物からなる微生物群を含むとともに、該微生物群において、プロテオバクテリア（Proteobacteria）門に属する微生物及びユーリアーキオータ（Euryarchaeota）門に属する微生物のいずれか一方の存在割合が最も高く、他方の存在割合が次に高いことを特徴とする汚泥にある。
【００１０】
本発明のさらに他の態様は、上記汚泥が保持されたＵＡＳＢ反応槽を備えることを特徴とするグリコール類含有廃水処理装置にある。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の一態様である上記グリコール類含有廃水の処理方法においては、ＵＡＳＢ反応槽を備えられた汚泥を構成する微生物群には、プロテオバクテリア門に属する微生物とユーリアーキオータ門に属する微生物とが多く含まれている。プロテオバクテリア門に属する微生物には嫌気的条件下でグリコール類を有機酸に分解する能力を有する微生物が分類されており、かつ、ユーリアーキオータ門に属する微生物には有機酸を分解する微生物が分類されている。当該処理方法にはこのような微生物からなる微生物群を含む汚泥が積極的に用いられる。そのため、当該処理方法によれば、廃水に含まれるグリコール類が嫌気的条件下で効率的に分解され、グリコール類含有廃水が効率的に処理されることとなる。さらに、グリコール類の分解は嫌気的条件下でなされるため、汚泥に空気を供給するポンプが不要になるとともに、反応槽全体が密閉された状態にできるため、悪臭が発生する場合においても脱臭装置が不要になる。これにより、装置の小型化が図られるとともに、製造コスト及びランニングコストの低減が図られる。
【００１２】
また、本発明の他の態様である上記汚泥においては、グリコール類含有廃水を処理する際に当該汚泥が使用されることにより、上述の通り、嫌気的条件下でグリコール類が効率的に分解されることにより、グリコール類含有廃水が効率的に処理されるとともに、コストの低減が図られる。
【００１３】
また、本発明のさらに他の態様である上記汚泥が保持されたＵＡＳＢ反応槽を備えるグリコール類含有廃水処理装置によれば、上述の通り、嫌気的条件下でグリコール類が効率的に分解されることにより、グリコール類含有廃水が効率的に処理されるとともに、コストの低減が図られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施例１における、グリコール類含有廃水の処理装置の構成を表す模式図。
【図２】実施例１における、供給廃水、ＵＡＳＢ処理済水及びＤＨＳ処理済水のＣＯＤ濃度を表す図。
【図３】実施例１における、ＵＡＳＢ処理、ＤＨＳ処理及びＵＡＳＢ−ＤＨＳ処理におけるＣＯＤ除去率を表す図。
【図４】実施例１における、グリコール類含有廃水の処理装置におけるメタン生成量を示す図。
【図５】実施例１における、ＵＡＳＢ処理、ＤＨＳ処理及びＵＡＳＢ−ＤＨＳ処理におけるＯＬＲを示す図。
【図６】実施例１における、ＵＡＳＢ処理及びＵＡＳＢ−ＤＨＳ処理におけるＣＯＤ除去率とメタン転換率を示す図。
【図７】実施例１における、汚泥を構成する微生物の存在割合を表した図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
上記グリコール類含有廃水は、エチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどのグリコール類が含まれる廃水をいうものとする。上記グリコール類含有廃水として、例えば、エチレングリコール及びプロピレングリコールが封入された防振ゴムを製造する工程で排出される廃水や、エチレングリコールが含まれたエンジン用冷却液（ＬＬＣ）の廃水を採用することができる。
【００１６】
上記汚泥に含まれるすべての微生物に対する上記プロテオバクテリア（Proteobacteria）門に属する微生物の存在割合が３０〜４５％であるとともに、ユーリアーキオータ（Euryarchaeota）門に属する微生物の存在割合が１５〜２５％であることが好ましい。これにより、廃水に含まれるグリコール類の有機酸への分解と、当該分解産物である有機酸の分解とがバランスよく行われることとなる。その結果、グリコール類含有廃水を一層効率的に処理することができる。
【００１７】
上記プロテオバクテリア（Proteobacteria）門に属する微生物には、ペロバクター（Pelobacter）属に属する微生物が含まれていることが好ましい。ペロバクター属に属する微生物は、嫌気的条件下において高いエチレングリコール分解活性を有するため、廃水に含まれるエチレングリコールの有機酸への分解が一層促進され、エチレングリコール含有廃水を一層効率的に処理することができる。
【００１８】
上記ユーリアーキオータ（Euryarchaeota）門に属する微生物には、メタン菌（Methanogen）が含まれていることが好ましい。当該メタン菌は、グリコール類の分解産物である有機酸を炭素源にしてメタンを生成する能力を有する。そのため、当該処理方法によれば、グリコール類含有廃水から効率よくメタンが生成・回収され、回収されたメタンを種々のエネルギー源として有効活用することが可能となる。
【００１９】
上記汚泥に含まれる微生物群を構成する複数種類の微生物はすべて野生株であることが好ましい。これにより、汚泥には人為的操作により変異が導入された微生物が含まれないため、当該処理方法により処理された処理済水を河川等の自然界に放流することが容易となる。
【００２０】
本発明の他の態様である上記汚泥は、グラニュール汚泥であることが好ましい。当該汚泥がＵＡＳＢ反応槽に使用されることにより、グリコール類含有廃水処理装置を構築することが容易となり、当該処理装置によってグリコール類含有廃水を効率的に処理することができる。
【００２１】
本発明のさらに他の態様である上記汚泥が保持されたＵＡＳＢ反応槽を備えるグリコール類含有廃水処理装置において、上記ＵＡＳＢ反応槽から排出される処理済水が供給されるＤＨＳ（Downflow Hanging Sponge）反応槽を有することが好ましい。これにより、ＵＡＳＢ反応槽から排出される処理済水に含まれる有機物をＤＨＳ反応槽によって好気的条件下で処理することができるため、当該装置全体におけるグリコール類含有廃水の処理効率が一層向上する。
【実施例】
【００２２】
（実施例１）
本例の実施例に係るグリコール類含有廃水の処理方法、グリコール類含有廃水処理装置及びこれらに用いられる汚泥につき、図１〜図７を用いて説明する。
本例のグリコール類含有廃水の処理方法は、図１に示すように、グリコール類含有廃水を、ＵＡＳＢ反応槽１０に備えられた汚泥６０を通じて嫌気的に処理するグリコール類含有廃水の処理方法である。そして、汚泥６０は複数種類の微生物からなる微生物群を含み、該微生物群において、プロテオバクテリア（Proteobacteria）門に属する微生物及びユーリアーキオータ（Euryarchaeota）門に属する微生物のいずれか一方（本例では、プロテオバクテリア門に属する微生物）の存在割合が最も高く、他方（本例では、ユーリアーキオータ門に属する微生物）の存在割合が次に高い。
【００２３】
以下、本例の処理方法について詳述する。
まず、本例において使用するグリコール類含有廃水処理装置（以降において「処理装置」ともいう）１は、図１に示すように、ＵＡＳＢ反応槽１０、ＤＨＳ反応槽２０、廃水貯留部３０、ガス回収部４０及び処理済水回収部５０を備える。
【００２４】
ＵＡＳＢ反応槽１０は有底円筒状の反応槽本体１１と、反応槽本体１１の側面に設けられたポート１２ａ〜１２ｄと、反応槽本体１１の上部に設けられた気液固３相分離装置１３を有する。ポート１２ａ〜１２ｄは下部側から上部側に向かって順に並ぶようにそれぞれ配置されている。ポート１２ａは反応槽本体１１の下端部から１２ｃｍ上側に位置しており、ポート１２ｂは反応槽本体１１の下端部から１７ｃｍ上側に位置しており、ポート１２ｃは反応槽本体１１の下端部から３３ｃｍ上側に位置している。ポート１２ａ〜１２ｄを介して、ＵＡＳＢ反応槽１０内の汚泥６０や供給廃水３２がサンプリングされる。なお、通常、ポート１２ａ〜１２ｄは閉じられており、ＵＡＳＢ反応槽１０内は密閉された状態に保たれている。ＵＡＳＢ反応槽１０の容量は１０Ｌである。
【００２５】
ＵＡＳＢ反応槽１０の反応槽本体１１には汚泥６０が充填されている。汚泥６０は、食品産業廃水の処理に使用されている中温ＵＡＳＢ反応槽から採取したグラニュール汚泥を反応槽本体１１に植種して形成されたものである。汚泥６０は、粒径０．５〜２．０ｍｍ程度のグラニュール汚泥である。
【００２６】
ＵＡＳＢ反応槽１０の下部には廃水供給路３１が接続されている。廃水供給路３１を介して、廃水貯留部３０に貯留された供給廃水３２がＵＡＳＢ反応槽１０の下部に供給される。供給廃水３２は廃水供給路３１を介して、ＵＡＳＢ反応槽１０の下部に所定の流速で供給される。供給された供給廃水３２は反応槽本体１１内を上昇するとともに汚泥６０を通じて嫌気的に処理される。
【００２７】
ＵＡＳＢ反応槽１０の上部を形成する気液固３相分離装置１３は、上記処理によって生じたバイオガスをＵＡＳＢ処理済水等から分離する。気液固３相分離装置１３にはガス回収部４０が接続されている。ガス回収部４０は気液固３相分離装置１３によって分離されたバイオガスを回収する。また、気液固３相分離装置１３には、汚泥６０を通じて処理された供給廃水３２の上澄み（ＵＡＳＢ処理済水）をＤＨＳ反応槽２０に供給する処理済水供給路１５が接続されている。
【００２８】
ＤＨＳ反応槽２０内には、生活排水から自然発生的に増殖した汚泥が保持されたスポンジ担体（図示せず）がランダムに配置されている。なお、当該スポンジ担体はプラスチック製のネットリングによって覆われている。ＤＨＳ反応槽２０の容量は１１Ｌである。ＤＨＳ反応槽２０の上部には上記処理済水供給路１５が接続されている。
【００２９】
処理済水供給路１５を介して、ＤＨＳ反応槽２０の上部に供給されたＵＡＳＢ処理済水は、ＤＨＳ反応槽２０内に滴下されて好気的に処理される。これにより生じたＤＨＳ処理済水は、ＤＨＳ反応槽２０の下部に設けられた処理済水排出路２１から処理済水回収部５０によって回収される。また、ＤＨＳ反応槽２０の下部には、処理済水排出路２１とは別に、ＤＨＳ処理済水の一部をＵＡＳＢ反応槽１０の廃水供給路３１を導く還流路２２が接続されている。これにより、ＤＨＳ処理済水の一部は還流路２２を介して供給廃水３２とともにＵＡＳＢ反応槽１０に還流される。本例では、ＵＡＳＢ反応槽１０に供給される供給廃水３２の供給量の５倍の量のＤＨＳ処理済水がＵＡＳＢ反応槽１０に還流される。なお、処理装置１は、３５℃に制御された恒温室に設置されている。
【００３０】
本例の処理装置１による、供給廃水（グリコール類含有廃水）３２の処理能力について、以下の試験を行った。
まず、上記処理装置１の運転後、所定日数経過後におけるＵＡＳＢ処理済水及びＤＨＳ処理済水のＣＯＤ濃度を測定した。なお、これらとの比較のために、供給廃水３２のＣＯＤ濃度も合わせて測定した。また、供給廃水３２の処理によるバイオガス生成量を計測した。
【００３１】
ＣＯＤ濃度の測定方法は、重クロム酸カリウム法に従って、水質分析器（ＤＲ−２８００、HACH社製）を用いて行った。また、バイオガス生成量の計測は、脱硫した後、湿式ガスメータ（ＷＳ−１、Shinagawa社製）を用いて行った。バイオガスの成分組成の分析は、ＴＣＤ検出器ガスクロマトグラフ（ＧＣ−８Ａ、Shimadzu社製）を用いて行った。
【００３２】
供給廃水３２の原液として、本例では、エチレングリコールとプロピレングリコールとが封入された防振ゴムを製造する工程で排出された廃水が用いられた。供給廃水３２の原液のｐＨ、ＳＳ（懸濁物質）濃度、全ＣＯＤ濃度、溶解性ＣＯＤ濃度、及び各含有元素濃度を表１に示す。
【表１】
2015097994.tif 000003
【００３３】
供給廃水３２の原液には、８％（ｗ／ｖ）のエチレングリコールと、２％（ｗ／ｖ）のプロピレングリコールとが含まれていた。当該原液が希釈水によって希釈されたものを供給廃水３２とした。なお、本例では、供給廃水３２の原液が、還流路２２を介して供給されたＤＨＳ処理済水と希釈水とによって１０倍に希釈された状態でＵＡＳＢ反応槽１０に供給されるようにした。供給廃水３２には、重炭酸ナトリウムが1ｇ-ＮａＨＣＯ３／ｇ-ＣＯＤとなるように添加された。さらに栄養塩として、塩化アンモニウム、リン酸水素二カリウムが、ＣＯＤ：Ｎ：Ｐ＝１００：１０：１となるように添加された。表１に示すように、供給廃水３２の原液に含まれるＣＯＤの大半が溶解性ＣＯＤであり、ＳＳは少なかった。
【００３４】
上記処理装置１は、供給廃水濃度２，５００ｍｇ−ＣＯＤ／Ｌで立ち上げ、３５５日間運転をさせた。そのうち、運転開始から１８９日経過までは運転条件の最適条件の検討を行った。運転開始から１９０日以降は最適条件下で運転を行った。運転開始後１９０日経過から３５５日経過までのＣＯＤ濃度の変化を表すグラフを図２に示し、ＣＯＤ除去率の変化を表すグラフを図３に示す。また、運転開始後１９１日経過後から２７０日経過後までのＣＯＤ濃度及びＣＯＤ除去率の数値を表２に示す。
【００３５】
なお、図３及び表２におけるＵＡＳＢ処理のＣＯＤ除去率は、供給廃水３２におけるＣＯＤ濃度に対するＵＡＳＢ処理によって除去されたＣＯＤ濃度を百分率で表したものである。また、ＤＨＳ処理のＣＯＤ除去率は、ＵＡＳＢ処理済水におけるＣＯＤ濃度に対するＤＨＳ処理によって除去されたＣＯＤ濃度を百分率で表したものである。また、ＵＡＳＢ−ＤＨＳ処理全体のＣＯＤ除去率は供給廃水３２におけるＣＯＤ濃度に対するＵＡＳＢ処理及びＤＨＳ処理の両方によって除去されたＣＯＤ濃度を百分率で表したものである。
【表２】
2015097994.tif 000004
【００３６】
図２及び表２に示すように、ＵＡＳＢ処理済水のＣＯＤ濃度及びＤＨＳ処理済水のＣＯＤ濃度は、供給廃水３２のＣＯＤ濃度と比較して、全運転期間（運転開始後１９０日から３５５日まで）において大幅に低い値であった。特に運転開始後３００日から３５５日においては、供給廃水３２に含まれるＣＯＤ濃度が上昇してもＵＡＳＢ処理済水のＣＯＤ濃度及びＤＨＳ処理済水のＣＯＤ濃度はともに低い値に維持されていた。そして、全運転期間におけるＵＡＳＢ処理済水の平均ＣＯＤ濃度は１２４０±８５０ｍｇ−ＣＯＤ／Ｌであり、ＤＨＳ処理済水の平均ＣＯＤ濃度は３７４±２５４ｍｇ−ＣＯＤ／Ｌであった。
【００３７】
また、図３及び表２に示すように、ＵＡＳＢ処理済水のＣＯＤ除去率は全運転期間において非常に高い値であった。全運転期間におけるＵＡＳＢ処理済水の平均ＣＯＤ濃度は１２４０±８５０ｍｇ−ＣＯＤ／Ｌであり、ＤＨＳ処理済水の平均ＣＯＤ濃度は３７４±２５４ｍｇ−ＣＯＤ／Ｌであり、ＵＡＳＢ−ＤＨＳ処理によるＣＯＤ除去率は９６．６±２．７％という非常に高い値を示した。
このように、処理装置１及び上記処理方法によれば、非常に高いＣＯＤ除去作用を奏すること、すなわち、非常に高いエチレングリコール及びプロピレングリコールの分解作用を発揮することが確認できた。
【００３８】
さらに、図４に示すように、１日当たりのメタン生成量は、運転開始から日数が経過するごとに概ね向上しており、運転経過後３１６日には、最大１４ｋｇ−ＣＯＤ／ｍ３・ｄａｙという非常に高い値を示した。
【００３９】
次に、ＣＯＤ容積負荷（Organic Loading Rate:ＯＬＲ）の解析を行った。処理装置１において、運転開始時から水理学的滞留時間（ＨＲＴ）を２４時間として一定にした状態で、図２に示すように供給廃水３２のＣＯＤ濃度を上昇させることによって、図５に示すように、ＯＬＲ（Organic load rate、有機物負荷）を段階的に上昇させた。そして、運転開始後３００日経過後に最大の有機物負荷がかけられた。当該有機物負荷が１５．３ｋｇ−ＣＯＤ／ｍ３・ｄａｙであったときに、グラニュール汚泥６０の一部がＵＡＳＢ反応槽１０から徐々に流出したこと及びプロピオン酸の蓄積が確認された。これにより、処理装置１における最大ＣＯＤ容積負荷は１５．３ｋｇ−ＣＯＤ／ｍ３・ｄａｙであることが分かった。
【００４０】
そして、有機物負荷（ＯＬＲ）と、供給廃水３２に含有されるＣＯＤ濃度に対するメタン生成量の割合を示すメタン転換率とＵＡＳＢ処理によるＣＯＤ除去率との関係をグラフ化して図６に示した。図６に示すように、メタン転換率は、ＯＬＲが８．３ｋｇ−ＣＯＤ／ｍ３・ｄａｙの場合に比べて、９．７ｋｇ−ＣＯＤ／ｍ３・ｄａｙの場合に上昇したが、ＯＬＲが１５．３ｋｇ−ＣＯＤ／ｍ３・ｄａｙの場合には低下した。ＵＡＳＢ処理によるＣＯＤ除去率もメタン転換率の変動と同様の傾向を示した。これにより、１０．０ｋｇ−ＣＯＤ／ｍ３・ｄａｙ前後が安定した処理性能のための最適ＯＬＲであることが示唆された。
【００４１】
このように、当該処理方法によれば、高いＣＯＤ除去率すなわちエチレングリコール及びプロピレングリコールの分解作用に加えて、高いメタン生成能力を安定的に発揮できることが確認できた。
【００４２】
次に、上記処理装置１に備えられた汚泥６０の菌相解析を行った。まず、ＵＡＳＢ反応槽１０のポート１２ａ、ポート１２ｂ、ポート１２ｃからそれぞれ汚泥６０のサンプルが採取された。当該採取は、運転開始から３１７日経過後に行われた。採取された各汚泥サンプルはＰＢＳ（Phosphate buffered saline）によって洗浄された後、超音波破砕機によって分離処理が行われた。その後、処理済みの各汚泥サンプルからFast DNA SPIN Kit for Soil(MP Biomedicals社製)によって、ＤＮＡの抽出が行われた。各汚泥サンプルのＤＮＡ抽出物に対して、ユニバーサルプライマー５１５Ｆ及びリバースプライマー８０６Ｒを用いて所定のサイクル数でＰＣＲが行われた。その後、当該ＰＣＲによる増幅産物は、MinElute PCR Purification Kit(Qiagen社製)によって精製された。そして、精製されたＰＣＲ増幅産物のすべての塩基配列が、次世代シークエンス技術を用いた超並列１６Ｓ  ｒＲＮＡシークエンシングにより読み取られた。読み取られた各塩基配列は、quantitative insights into microbial ecology(QIIME)によって解析され、Greengenens databaseに基づいて、汚泥６０の各汚泥サンプルにおける微生物の存在割合の解析が行われた。
【００４３】
上記菌相解析の結果について、属レベルの微生物の存在割合を表３に示し、門レベルの微生物の存在割合（１６Ｓ  ｒＲＮＡシークエンシングの検出比）を図７に示す。
【表３】
2015097994.tif 000005
【００４４】
図７に示すように、各ポート１２ａ〜１２ｃから採取した汚泥６０のサンプルにおいて、全微生物に対するプロテオバクテリア（Proteobacteria）門に属する微生物の存在割合が最も高く、ユーリアーキオータ（Euryarchaeota）門に属する微生物の存在割合が次に高いことが分かった。具体的には、表３に示すように、プロテオバクテリア門に属する微生物の存在割合が３９．４〜４１．７％であり、ユーリアーキオータ門に属する微生物の存在割合が１５．９〜２１．２％であった。
【００４５】
さらに、存在割合が最も高いプロテオバクテリア門において、未分類のペロバクター属に属する微生物の存在割合が高く、各ポート１２ａ〜１２ｃにおいて、３５．２％、３４．８％、３７．８％の存在割合であった。このペロバクター属には、嫌気的条件下でエチレングリコールの分解活性を有する微生物が分類されている。したがって、汚泥６０において当該ペロバクター属の微生物が多数含まれていることにより、供給廃水３２におけるエチレングリコールの分解が積極的に行われていることが示唆された。
【００４６】
さらに、汚泥６０においてプロテオバクテリア門に属する微生物の次に存在割合が高かったユーリアーキオータ門に属する微生物には、メタン菌（Methanogen）が分類されている。そして、メタン菌は、エチレングリコールやプロピレングリコールを分解することはできないが、グリコール類の分解産物である酢酸等の有機酸やエタノール等を分解して、メタンを生成することができる。したがって、供給廃水３２が汚泥６０を通じることにより、汚泥６０において上記ペロバクター属の微生物によってエチレングリコールが積極的に分解されるとともに、これによって生じた多量の有機酸等がメタン菌によって分解されて多量のメタンが生成されていることが示唆された。
【００４７】
以上のように、処理装置１に用いられた汚泥６０には、上述の存在割合で上記微生物が存在することにより、供給廃水３２中のエチレングリコールが積極的に有機酸に分解されるとともに、当該分解産物である有機酸等が分解されてメタンが生成されたものと考えられる。その結果、供給廃水３２中のエチレングリコールを効率的に分解できるとともに、グリコール類含有廃水から効率よくメタンを生成・回収することができる。回収されたメタンは種々のエネルギー源として有効活用することができる。
【００４８】
さらに汚泥６０に含まれるすべての微生物に対するプロテオバクテリア門に属する微生物の存在割合が３０〜４５％であるとともに、ユーリアーキオータ門に属する微生物の存在割合が１５〜２５％であることから、供給廃水３２に含まれるグリコール類の有機酸への分解と、当該有機酸の分解とがバランスよく行われた。その結果、グリコール類含有廃水（供給廃水３２）を一層効率的に処理された。
【００４９】
汚泥６０を構成する微生物群には、人為的操作により変異が導入された微生物が含まれておらず、当該微生物群はすべて野生株である。これにより、汚泥６０を備える処理装置１を用いて当該処理方法によって処理された処理済水は河川等の自然界に放流することが容易となる。
【００５０】
また、汚泥６０はグラニュール汚泥であって、容易に他のＵＡＳＢ反応槽に使用することができる。そのため、当該汚泥６０を他のＵＡＳＢ反応槽に使用することで、他のＵＡＳＢ反応槽においてもグリコール類含有廃水を効率的に処理することが容易となる。
【００５１】
ＵＡＳＢ反応槽１０にはＤＨＳ反応槽２０が接続されており、ＵＡＳＢ反応槽１０から排出されるＵＡＳＢ処理済水がＤＨＳ反応槽２０に供給される。これにより、ＵＡＳＢ反応槽１０から排出されるＵＡＳＢ処理済水に含まれる有機物をＤＨＳ反応槽２０によって好気的条件下でさらに処理することができるため、当該装置全体におけるグリコール類含有廃水の処理効率が一層向上する。
【００５２】
また、本例では、還流路２２を介してＤＨＳ処理済水の一部は供給廃水３２とともにＵＡＳＢ反応槽１０に供給される。これにより、還流路２２を介してＵＡＳＢ反応槽１０に供給されたＤＨＳ処理済水によって供給廃水３２が希釈されることとなるため、供給廃水３２の原液を希釈する際に使用する水の量を削減することができ、ランニングコストを低減できる。本例では、これによって、希釈水の使用量を約８０％削減できた。なお、還流路２２をＵＡＳＢ反応槽１０の気液固３相分離装置１３に接続することにより、ＵＡＳＢ処理済水の一部を廃水供給流路３１に還流させて供給廃水３２とともにＵＡＳＢ反応槽１０に供給することとしてもよい。この場合においても、供給廃水３２の原液の希釈に使用される水の使用量を低減できる。
【００５３】
上記処理装置１は、ＵＡＳＢ反応槽１０に加えてＤＨＳ反応槽２０を備える構成であるが、処理装置１をＤＨＳ反応槽２０が備えられていない構成としてもよい。この場合には、ＤＨＳ反応槽２０による好気的な処理はなされないが、ＵＡＳＢ反応槽１０によるＵＡＳＢ処理のみによっても十分高い処理能力を奏する。また、この場合において、上述の通り、還流路２２をＵＡＳＢ反応槽１０の気液固３相分離装置１３に接続して、ＵＡＳＢ処理済水の一部を廃水供給流路３１に還流させて、供給廃水３２とともにＵＡＳＢ反応槽１０に供給することとしてもよい。なお、ＤＨＳ反応槽２０に替えて、他の処理方法に基づく処理反応槽をＵＡＳＢ反応槽１０の後段又は前段に接続することとしてもよい。
【００５４】
本例では、汚泥６０は、食品産業廃水の処理に使用されている中温ＵＡＳＢ反応槽から採取したグラニュール汚泥をＵＡＳＢ反応槽１０の反応槽本体１１に植種して形成したが、これに限定されず、種々のグラニュール汚泥を反応槽本体１１に植種して汚泥６０を形成することができる。また、複数のＵＡＳＢ反応槽からそれぞれ異なるグラニュール汚泥を取り出してこれらを組み合わせて、本例の反応槽本体１１に植種して汚泥６０を形成してもよい。
【００５５】
適宜入手されたグラニュール汚泥を反応槽本体１１に植種したのち、グリコール類含有廃水を原液とする供給廃水３２をＵＡＳＢ反応槽１０に供給して、処理装置１を所定期間運転させることにより、図７に示すような、門レベルの存在割合を呈する汚泥６０が作製される。作製された汚泥は、他のグリコール類含有廃水の処理装置や処理方法に用いることができる。
【００５６】
本例では、汚泥６０における全微生物に対する存在割合は、プロテオバクテリア門に属する微生物が最も高く、ユーリアーキオータ門に属する微生物が次に高かったが、ユーリアーキオータ門に属する微生物が最も高く、プロテオバクテリア門に属する微生物次に高くてもよい。この場合においても、グリコール類含有廃水のグリコール類を効率的に分解されるとともに、グリコールの分解産物からメタンを効率的に生産できる。
【符号の説明】
【００５７】
１  処理装置１
１０  ＵＡＳＢ反応槽
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ  ポート
２０  ＤＨＳ反応槽
２１  処理済水排出路
２２  還流路
３０  廃水貯留部
３２  供給廃水
４０  ガス回収部
５０  処理済水回収部
６０  汚泥
【図１】
2015097994.tif 000006
【図２】
2015097994.tif 000007
【図３】
2015097994.tif 000008
【図４】
2015097994.tif 000009
【図５】
2015097994.tif 000010
【図６】
2015097994.tif 000011
【図７】
2015097994.tif 000012