(57)【要約】【課題】嫌気反応槽内に流動性非生物担体を充填し、該非生物担体の表面及び／又は内部に生物膜を形成させて嫌気条件下で被処理水を通水して処理するに当たり、運転開始に際して担体への微生物の付着を促進して担体の表面及び／又は内部に活性の高い生物膜を早期に形成させることにより、装置の立ち上げに要する時間を大幅に短縮するとともに、装置の立ち上げ後においても効率的な処理を行う。【解決手段】槽内に流動性非生物担体を充填した嫌気反応槽に被処理水を通水して嫌気性処理を行う嫌気性処理装置の立ち上げに際して、該嫌気反応槽に種汚泥を添加する嫌気性処理方法において、該種汚泥として、少なくとも一部を破砕した嫌気グラニュールを用いることを特徴とする嫌気性処理方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
槽内に流動性非生物担体を充填した嫌気反応槽に被処理水を通水して嫌気性処理を行う嫌気性処理装置の立ち上げに際して、該嫌気反応槽に種汚泥を添加する嫌気性処理方法において、該種汚泥として、少なくとも一部を破砕した嫌気グラニュールを用いることを特徴とする嫌気性処理方法。
【請求項２】
請求項１において、前記少なくとも一部を破砕した嫌気グラニュールが、前記嫌気反応槽外で破砕処理された後、該嫌気反応槽に添加された嫌気グラニュールであることを特徴とする嫌気性処理方法。
【請求項３】
請求項１において、前記少なくとも一部を破砕した嫌気グラニュールが、前記嫌気反応槽内に添加された後、該嫌気反応槽内の破砕処理手段で破砕処理された嫌気グラニュールであることを特徴とする嫌気性処理方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項において、前記嫌気反応槽の運転開始時に前記種汚泥を一括投入することを特徴とする嫌気性処理方法。
【請求項５】
請求項１ないし３のいずれか１項において、前記嫌気反応槽の運転開始以降の立ち上げ運転期間に、前記種汚泥を該嫌気反応槽に連続的又は間欠的に添加することを特徴とする嫌気性処理方法。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項において、前記嫌気反応槽への前記種汚泥の添加量が、該嫌気反応槽の槽容量に対して、破砕前の嫌気グラニュールの汚泥容量として１〜５０％であることを特徴とする嫌気性処理方法。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項において、前記少なくとも一部を破砕した嫌気グラニュールの粒径が０．０１〜１０ｍｍであることを特徴とする嫌気性処理方法。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項において、前記流動性非生物担体が粒径１．０〜５．０ｍｍ、沈降速度１００〜５００ｍ／ｈｒの樹脂製担体であり、前記嫌気反応槽容量に対する該担体の充填量が１０〜８０％であることを特徴とする嫌気性処理方法。
【請求項９】
槽内に流動性非生物担体を充填した嫌気反応槽と、該嫌気反応槽に被処理水を通水する手段と、該嫌気反応槽に少なくとも一部を破砕した嫌気グラニュールを添加する手段とを備えることを特徴とする嫌気性処理装置。
【請求項１０】
請求項９において、前記嫌気反応槽に少なくとも一部を破砕した嫌気グラニュールを添加する手段が、水中ポンプを備える嫌気グラニュール破砕槽を有し、該嫌気グラニュール破砕槽に投入された嫌気グラニュールを該水中ポンプで破砕すると共に前記嫌気反応槽に送給するように構成されていることを特徴とする嫌気性処理装置。
【請求項１１】
槽内に流動性非生物担体を充填した嫌気反応槽と、該嫌気反応槽に被処理水を通水する手段と、該嫌気反応槽に嫌気グラニュールを添加する手段と、該嫌気グラニュールを該嫌気反応槽内で破砕する手段とを備えることを特徴とする嫌気性処理装置。
【請求項１２】
請求項１１において、前記嫌気反応槽内で前記嫌気グラニュールを破砕する手段が、該嫌気反応槽内に設けられた異物通過性水中ポンプであることを特徴とする嫌気性処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は嫌気性処理方法及び嫌気性処理装置に関する。詳しくは、本発明は、反応槽内に流動性非生物担体を充填し、該非生物担体の表面及び／又は内部に生物膜を形成させて嫌気条件下で被処理水を通水して処理するに当たり、装置の運転開始に際して担体への微生物の付着を促進して担体の表面及び／又は内部に活性の高い生物膜を早期に形成させることにより、装置の立ち上げに要する時間を大幅に短縮するとともに、装置の立ち上げ後においても効率的な処理を行う嫌気性処理方法及び嫌気性処理装置を提供することを課題とする。
【背景技術】
【０００２】
従来、有機性排水の嫌気性処理方法として、高密度で沈降性の大きいグラニュール汚泥を形成し、溶解性ＢＯＤを含む有機性排水を上向流で通水してスラッジブランケットを形成した状態で接触させることにより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）法が採用されている。この方法は嫌気性微生物密度の高いグラニュール汚泥を用いて高負荷で高速処理する方法である。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有機性排水をさらに高流速で通水し、スラッジブランケットを高展開率で展開させて、より高負荷で嫌気性処理を行うＥＧＳＢ（Expanded  Granule  Sludge  Blanket）法も行われている。
【０００３】
これらのＵＡＳＢ法、ＥＧＳＢ法などのグラニュール汚泥を用いる嫌気性処理法（以下「グラニュール法」という。）は、嫌気性微生物を含む汚泥をグラニュール状に維持、増殖させて処理する方法である。この方法は担体に汚泥を保持する固定床や流動床式の処理法と比較して高い汚泥保持濃度を達成できるため、高負荷運転が可能であり、また、装置の運転開始に際してもすでに稼働中の処理系から余剰汚泥を調達することにより短期間で立ち上げが可能であり、最も効率的な嫌気性処理法として一般にも認識されている。
【０００４】
しかし、工場排水等にはグラニュールの形成、維持が難しい排水があり、それらについては流動床担体を用いる嫌気性処理プロセスが実用化されている。この流動床担体を用いる嫌気性処理プロセスの例としては、樹脂やゲル表面或いは内部に嫌気性微生物を保持し、排水と接触させて嫌気性処理を行う方式があり、反応槽の形式としてはＵＡＳＢ等と同様に上向流型反応槽、或いは完全混合型の反応槽が用いられる。
【０００５】
樹脂やゲルなどの流動性非生物担体を用いた嫌気性処理方法では、装置の立ち上げ運転において速く担体表面に微生物を付着させることが重要となる。新品の非生物担体は通常微生物が全くついていないため、そのままでは処理を行うことができない。非生物担体を用いた嫌気性処理法では、グラニュール法では処理が困難な低濃度排水や組成の偏った排水を処理することが可能であるが、担体の表面に生物膜を形成するために長い期間が必要であり、グラニュール法と比較して立ち上げ期間が長くなるという問題がある。
【０００６】
特許文献１には、非生物担体を用いた嫌気性処理方法において、立ち上げ期間を短縮するために、種汚泥としてグラニュールを添加する方法が記載されているが、担体表面に生物膜が形成されるまではグラニュールが処理の肩代わりをするため、グラニュール流出により処理能力が低下する危険性があり、また担体表面に生物膜が形成されるまでに約３ケ月もの長時間を要するという問題があった。このため、装置の立ち上げに際して、所定の性能を早期に発揮させるために担体表面への微生物付着を促進する技術が求められている。
【０００７】
なお、特許文献２には、アンモニア性窒素を含有する排水を好気性条件下において硝化菌と接触させることにより硝化処理を行うに際し、有機物を基質として形成させた脱窒菌を含むグラニュールの破砕物を投入することにより、硝化性能を有するグラニュールを形成させて処理を行うことが記載されているが、この方法は嫌気性処理ではなく、好気性処理であり、また、流動性担体を用いるものでもない上に、単に「脱窒菌を含むグラニュールの径が大きい場合には破砕を行った後に投入する方法も非常に有効である。」と記載されるのみで、グラニュールの破砕により装置の立ち上げに要する時間を短縮することができることを示唆するものでもない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１２−１１０８２１号公報
【特許文献２】特開２００６−２８９３１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記従来の問題点を解決し、嫌気反応槽内に流動性非生物担体を充填し、該非生物担体の表面及び／又は内部に生物膜を形成させて嫌気条件下で被処理水を通水して処理するに当たり、装置の運転開始に際して担体への微生物の付着を促進して担体の表面及び／又は内部に活性の高い生物膜を早期に形成させることにより、装置の立ち上げに要する時間を大幅に短縮するとともに、装置の立ち上げ後においても効率的な処理を行う嫌気性処理方法及び嫌気性処理装置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】
【００１０】
本発明者らは上記課題を解決すべく検討を重ねた結果、流動性非生物担体を充填した嫌気反応槽の立ち上げ時に用いる種汚泥として、破砕した嫌気グラニュールを用いることにより、嫌気反応槽の処理能力を低下させることなく、担体への微生物の付着を促進することができ、装置の立ち上げに要する時間を大幅に短縮するとともに、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ことを見出した。
本発明はこのような知見に基づいて達成されたものであり、以下を要旨とする。
【００１１】
［１］  槽内に流動性非生物担体を充填した嫌気反応槽に被処理水を通水して嫌気性処理を行う嫌気性処理装置の立ち上げに際して、該嫌気反応槽に種汚泥を添加する嫌気性処理方法において、該種汚泥として、少なくとも一部を破砕した嫌気グラニュールを用いることを特徴とする嫌気性処理方法。
【００１２】
［２］  ［１］において、前記少なくとも一部を破砕した嫌気グラニュールが、前記嫌気反応槽外で破砕処理された後、該嫌気反応槽に添加された嫌気グラニュールであることを特徴とする嫌気性処理方法。
【００１３】
［３］  ［１］において、前記少なくとも一部を破砕した嫌気グラニュールが、前記嫌気反応槽内に添加された後、該嫌気反応槽内の破砕処理手段で破砕処理された嫌気グラニュールであることを特徴とする嫌気性処理方法。
【００１４】
［４］  ［１］ないし［３］のいずれかにおいて、前記嫌気反応槽の運転開始時に前記種汚泥を一括投入することを特徴とする嫌気性処理方法。
【００１５】
［５］  ［１］ないし［３］のいずれかにおいて、前記嫌気反応槽の運転開始以降の立ち上げ運転期間に、前記種汚泥を該嫌気反応槽に連続的又は間欠的に添加することを特徴とする嫌気性処理方法。
【００１６】
［６］  ［１］ないし［５］のいずれかにおいて、前記嫌気反応槽への前記種汚泥の添加量が、該嫌気反応槽の槽容量に対して、破砕前の嫌気グラニュールの汚泥容量として１〜５０％であることを特徴とする嫌気性処理方法。
【００１７】
［７］  ［１］ないし［６］のいずれかにおいて、前記少なくとも一部を破砕した嫌気グラニュールの粒径が０．０１〜１０ｍｍであることを特徴とする嫌気性処理方法。
【００１８】
［８］  ［１］ないし［７］のいずれかにおいて、前記流動性非生物担体が粒径１．０〜５．０ｍｍ、沈降速度１００〜５００ｍ／ｈｒの樹脂製担体であり、前記嫌気反応槽容量に対する該担体の充填量が１０〜８０％であることを特徴とする嫌気性処理方法。
【００１９】
［９］  槽内に流動性非生物担体を充填した嫌気反応槽と、該嫌気反応槽に被処理水を通水する手段と、該嫌気反応槽に少なくとも一部を破砕した嫌気グラニュールを添加する手段とを備えることを特徴とする嫌気性処理装置。
【００２０】
［１０］  ［９］において、前記嫌気反応槽に少なくとも一部を破砕した嫌気グラニュールを添加する手段が、水中ポンプを備える嫌気グラニュール破砕槽を有し、該嫌気グラニュール破砕槽に投入された嫌気グラニュールを該水中ポンプで破砕すると共に前記嫌気反応槽に送給するように構成されていることを特徴とする嫌気性処理装置。
【００２１】
［１１］  槽内に流動性非生物担体を充填した嫌気反応槽と、該嫌気反応槽に被処理水を通水する手段と、該嫌気反応槽に嫌気グラニュールを添加する手段と、該嫌気グラニュールを該嫌気反応槽内で破砕する手段とを備えることを特徴とする嫌気性処理装置。
【００２２】
［１２］  ［１１］において、前記嫌気反応槽内で前記嫌気グラニュールを破砕する手段が、該嫌気反応槽内に設けられた異物通過性水中ポンプであることを特徴とする嫌気性処理装置。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、流動性非生物担体を用いた嫌気性処理方法において、担体として少なくとも一部を破砕した嫌気グラニュールを用いることで、破砕していないグラニュールを用いた場合と比較して、処理能力を低下させることなく、非生物担体への菌体付着速度及び菌体付着量を増加させることができ、装置の立ち上げに要する時間を大幅に短縮するとともに、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。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施例で用いた実験装置を示す系統図である。
【図２】実施例１及び比較例１における原水と処理水のＣＯＤＣｒ濃度の経時変化を示すグラフである。
【図３】実施例２及び比較例１における原水と処理水のＣＯＤＣｒ濃度の経時変化を示すグラフである。
【図４】実施例１、実施例２及び比較例１における非生物担体の菌体付着量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】
【００２５】
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００２６】
本発明は、槽内に流動性非生物担体を充填した嫌気反応槽（以下「流動床式嫌気反応槽」と称す場合がある。）の立ち上げに用いる種汚泥として、少なくとも一部を破砕した嫌気グラニュールを用いることを特徴とする。
【００２７】
本発明において処理対象となる被処理水（以下「原水」と称す。）は、嫌気性微生物と接触させる嫌気性処理で処理可能な溶解性有機物を含むものであり、通常ＣＯＤＣｒ濃度として５００〜１００００ｍｇ／Ｌ程度のものである。
【００２８】
原水中に糖、タンパク等の高分子成分が含まれる場合には、流動床式嫌気反応槽の前処理として、これらの高分子成分を酢酸やプロピオン酸といった低分子有機酸まで分解する酸生成槽を設けてもよい。この場合、酸生成槽の処理条件は、原水の生分解性等の条件によっても異なるが、ｐＨ５〜８、好ましくは５．５〜７．０、温度２０〜４０℃、好ましくは２５〜３５℃、ＨＲＴ２〜２４時間、好ましくは２〜８時間が適当である。このような酸生成槽での前処理で、原水中の高分子成分の低分子化が十分に進行していると、後段の流動床式嫌気反応槽における処理が良好に進行するようになる。
【００２９】
一方、原水中に糖、タンパク等の高分子成分が殆ど含まれておらず、メタノール、酢酸等のメタン生成細菌が直接利用可能な化合物のみを含む場合には、酸生成槽を設ける必要はなく、原水を直接流動床式嫌気反応槽に通水することができる。
【００３０】
流動床式嫌気反応槽の種汚泥としては、基本的には嫌気性微生物（酸生成菌、メタン生成菌）が含まれているものであればいずれも利用できるが、汚泥消化プロセス等の低負荷運転を行っている反応槽では含まれる菌体の活性が低く、種汚泥としての添加効果も高くない。
ＵＡＳＢ、ＥＧＳＢ法等により高負荷処理を行っている汚泥には活性の高いメタン菌が高濃度に含まれており、種汚泥として有効に機能する。また、グラニュールは分散状の汚泥と比べて汚泥濃度が１０倍程度高く、同じ菌体量を輸送する場合には運搬する種汚泥量が少なくて済むという利点もある。
【００３１】
本発明において種汚泥として好適に用いられるＵＡＳＢ、ＥＧＳＢ法による嫌気性処理系等から得られる嫌気グラニュールは、通常汚泥濃度として４００００〜６００００ｍｇ−ＶＳＳ／Ｌ程度であり、その粒径（破砕前の粒径）は概ね０．５〜３．０ｍｍの範囲で、平均粒径として１．０〜２．０ｍｍ程度である。
【００３２】
従来技術では種汚泥の嫌気グラニュールは、破砕することなくそのまま嫌気反応槽に投入されていたが、この方法では、グラニュールから剥離した菌体が水流に乗って担体表面まで移動し、担体表面に付着する必要があり、菌体と担体の接触効率が悪く、担体に生物膜を形成させるまでに長い立ち上げ時間が必要となっていた。
【００３３】
これに対し、本発明では、嫌気グラニュールの一部又は全部を破砕して担体と接触させるため、担体表面に高濃度の菌体が接触することができる。また、嫌気グラニュールを破砕することで種菌が微細となり、非生物担体表面への物理的な接触頻度が増加し、非生物担体への菌体の付着が促進される。また、非生物担体表面に凸凹がある場合には微細なグラニュール汚泥が担体表面の該凸凹部分に吸着する。これにより破砕しない場合と比べて効率的に微生物を担体表面に付着させることができる。
【００３４】
嫌気グラニュールの破砕方法としては特に制限はなく、ミルやホモジナイザなどの破砕手段を用いる方法であってもよいが、水中ポンプを用いる方法が好ましく、特にカッター付きの水中ポンプを用いることが破砕効率の面で好ましい。
【００３５】
種汚泥の嫌気グラニュールは嫌気反応槽に投入された後流動床式嫌気反応槽内で破砕されてもよく（以下、この方法を「槽内破砕」と称す。）、また、予め破砕した嫌気グラニュールを流動床式嫌気反応槽に投入することもできる（以下、この方法を「槽外破砕」と称す。）。
【００３６】
なお、流動床式嫌気反応槽への種汚泥の添加方法としては特に制限はなく、
（１）  流動床式嫌気反応槽の任意の箇所、例えば、上部又は下部又はその中間位置から直接投入する方法
（２）  流動床式嫌気反応槽の前段の槽、例えば酸生成槽やｐＨ調整槽などに投入して流動床式嫌気反応槽に流入させる方法
（３）  流動床式嫌気反応槽の原水又は流動床式嫌気反応槽の循環水に添加して原水又は循環水と共に流動床式嫌気反応槽に流入させる方法
などが挙げられる。
【００３７】
槽内破砕の場合は、破砕されていない嫌気グラニュールを上記（１）〜（３）のいずれかの方法で流動床式嫌気反応槽に添加した後、流動床式嫌気反応槽内に設けた水中ポンプで槽内の嫌気グラニュールを破砕する方法が好ましい。この場合、流動床式嫌気反応槽内の非生物担体が水中ポンプに流入しても、非生物担体は破砕されることがないように、異物通過径の大きい（例えば５０〜２００ｍｍ）異物通過性水中ポンプを用い、嫌気グラニュールのみを選択的に破砕することが好ましい。
【００３８】
また、槽外破砕の場合は、水中ポンプを設けた嫌気グラニュール破砕槽を用い、この破砕槽に嫌気グラニュールを投入して槽内の水中ポンプで破砕すると共に、この水中ポンプにより破砕グラニュールを送り出し、前記（１）〜（３）の方法で流動床式嫌気反応槽に添加することが好ましい。
【００３９】
本発明においては、嫌気グラニュールの一部又は全部を破砕することで、その粒径が概ね０．０１〜１０ｍｍの範囲となり、平均粒径で０．１〜１．０ｍｍとなったものを種汚泥として用いることが好ましい。破砕後の嫌気グラニュールの粒径が大きすぎると、嫌気グラニュールを破砕することによる本発明の効果を十分に得ることができず、小さ過ぎると、流動床式嫌気反応槽から流出する種汚泥量が多くなり、種汚泥の添加効果が得られなくなる。
【００４０】
流動床式嫌気反応槽への種汚泥（槽外破砕の場合は破砕した嫌気グラニュール、槽内破砕の場合は槽内で破砕される破砕前の嫌気グラニュール）の添加は、装置の運転開始時（立ち上げ開始時）に、必要な種汚泥の全量を投入する一括投入であってもよく、所定の立ち上げ期間内に、種汚泥を連続的又は間欠的に添加する方法であってもよい。
【００４１】
種汚泥の添加量は、種汚泥の添加方法や流動床式嫌気反応槽の運転条件、原水の水質等によっても異なるが、流動床式嫌気反応槽の容量に対して、破砕前の嫌気グラニュールの容量として１〜５０％、特に５〜２０％となるように添加することが好ましい。
この添加量は一括投入の場合は、その一括投入量であり、種汚泥を連像的又は間欠的に添加する場合は、立ち上げ期間内に添加された合計の添加量である。種汚泥の添加量が少な過ぎると菌体量が不足して立ち上げ期間が長くなり、多過ぎると種汚泥となる嫌気グラニュールを調達して貯留、破砕するためのコストが増大し、好ましくない。
【００４２】
流動床式嫌気反応槽内の種汚泥のうち微細なものは、運転開始後、流動床式嫌気反応槽から流出してしまう場合がある。このため、この流出分を補うために、種汚泥の一部又は全部を流動床式嫌気反応槽に追加投入することが好ましい。
種汚泥を流動床式嫌気反応槽の立ち上げ期間に連続的又は間欠的に添加する場合には、処理水と共に流出する種汚泥を補足する効果が得られ、本発明による効果をより一層有効に得ることができる。
【００４３】
種汚泥を流動床式嫌気反応槽の立ち上げ期間内に間欠的に添加する場合、その添加頻度や１回当たりの添加量には特に制限はないが、１〜２０日に１回の頻度で、全種汚泥量の１／２０〜１／１程度を添加することが好ましい。
【００４４】
なお、種汚泥を連続的又は間欠的に添加する立ち上げ期間に特に制限はなく、処理水の水質が良好な値で安定し、また、流動床式嫌気反応槽内の非生物担体に十分量の菌体が付着してその付着量が安定するまでの期間であり、当該嫌気性処理装置全体の運転条件や原水水質によって異なる。
【００４５】
本発明において、流動床式嫌気反応槽に充填する非生物担体の形状、材質には特に制限は無いが、比重、粒径の調整が容易な樹脂製担体が好ましい。非生物担体としては、大きさ（粒径）１．０〜５．０ｍｍ、好ましくは２．０〜４．０ｍｍ、沈降速度として１００〜５００ｍ／ｈｒのものが好ましい。
担体の沈降速度が小さいと、水流、発生ガスにより浮上し易く、水面近くにスカム状に蓄積してしまう。非生物担体では、菌体の付着で表面に生物膜が形成され、生物膜内部でガスが発生する反応が進行するため、担体の見掛け比重は生物膜の形成に伴って軽くなっていく。この生物膜の影響を考慮して、担体自体の比重、沈降速度を決定する必要がある。
逆に沈降速度が大きすぎると原水との接触効率が悪くなり、十分な処理性能を得ることができない場合があり、また担体の堆積層に固形物が蓄積して原水流路が閉塞するといった弊害が出る可能性がある。
【００４６】
本発明において、流動床式嫌気反応槽としては、攪拌機等を用いる完全混合型反応槽、水流と発生ガスにより槽内を混合する上向流型反応槽等を利用することができるが、特に反応槽の高さ、形を自由に設定でき、担体を多く投入できることから上向流型反応槽を用いることが好ましい。また、流動床式嫌気反応槽の処理水の一部、例えば０．１〜１０倍、好ましくは０．１〜５倍程度を流動床式嫌気反応槽の入り口側或いは前述の酸生成槽の入口側に循環させることが好ましく、これにより、処理の安定化、高効率化を図ることができる。
【００４７】
完全混合型反応槽、上向流型反応槽における処理条件としては、所望の処理効率を得ることができる範囲において、特に制限はないが、例えば以下のような条件を設定することができる。
【００４８】
＜完全混合型反応槽＞
担体充填率：１０〜３０％
ＨＲＴ：１．０〜２４ｈｒ
槽負荷：４．０〜１２．０ｋｇ−ＣＯＤＣｒ／ｍ３／ｄａｙ
汚泥負荷：０．８〜３．０ｋｇ−ＣＯＤＣｒ／ｋｇ−ＶＳＳ／ｄａｙ
ｐＨ：６．５〜７．５
温度：２５〜３８℃
＜上向流型反応槽＞
担体充填率：１０〜８０％
ＨＲＴ：１．０〜２４ｈｒ
上昇流速（ＬＶ）：１．０〜２０ｍ／ｈｒ
槽負荷：４．０〜３２ｋｇ−ＣＯＤＣｒ／ｍ３／ｄａｙ
汚泥負荷：０．８〜３．０ｋｇ−ＣＯＤＣｒ／ｋｇ−ＶＳＳ／ｄａｙ
ｐＨ：６．５〜７．５
温度：２５〜３８℃
【実施例】
【００４９】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【００５０】
［実験装置及び通水試験条件］
以下の実施例及び比較例では、図１に示す実験装置を用いて通水試験を行った。この実験装置は、非生物性担体２が充填された、嫌気反応槽１の底部から、原水を配管１１を経てポンプＰ１より上向流で通水し、嫌気反応槽１の上記からの流出水の一部を配管１２より処理水として系外へ排出し、残部を配管１３を経てポンプＰ２により、嫌気性反応槽１の底部に循環させるものであり、破砕グラニュール（比較例では破砕していないグラニュール）をポンプＰ３により配管１４及び原水の導入配管１１を経て嫌気反応槽１に投入するように構成されている。
嫌気性反応槽１は、直径５ｃｍ、高さ４０ｃｍ、容量約７５０ｍＬの小型反応槽であり、原水としては、酢酸ナトリウムを主体とする合成排水（ＣＯＤｃｒ濃度として３５００〜７０００ｍｇ／Ｌ、ｐＨ７．０）を用い、以下の試験条件で通水試験を行った。
原水通水量：１４４０ｍＬ／ｄａｙ
嫌気反応槽  ＨＲＴ：１２ｈｒ
温度：３５℃
通水ＬＶ：０．０３ｍ／ｈｒ
槽負荷：６．５〜１３ｋｇ−ＣＯＤＣｒ／ｍ３／ｄａｙ
汚泥負荷：３〜２６ｋｇ−ＣＯＤＣｒ／ｋｇ−ＶＳＳ／ｄａｙ
非生物担体：ポリオレフィン系樹脂担体
粒径：１．８〜２．２ｍｍ
沈降速度：３００ｍ／ｈｒ
嫌気反応槽の担体充填率：４０％
【００５１】
嫌気グラニュールとしては、食品系嫌気装置から採取したＵＡＳＢグラニュール（１００００ｍｇ−ＶＳＳ／Ｌ、粒径１．０〜２．０ｍｍ、平均粒径１．８ｍｍ）を用いた。なお、以下の実施例及び比較例において、嫌気反応槽への破砕グラニュールの投入量は、破砕前のグラニュールの容量として示す。
以下の実施例及び比較例では、嫌気反応槽の原水と処理水のＣＯＤＣｒ濃度と、嫌気反応槽内の非生物担体に付着した菌体量を定期的に測定してその経時変化を調べた。非生物担体に付着した菌体量は、嫌気反応槽から定期的に非生物担体の一部を引き抜き、非生物担体に付着しているタンパク質量を測定し、計算により菌体量を算出して求めた。測定のために引き抜いた非生物担体は測定後は直ちに嫌気反応槽に戻した。
【００５２】
［実施例１］
実験装置の運転開始時に、種汚泥として、ミキサーで粒径０．１〜１．０ｍｍ、平均粒径０．２ｍｍに破砕した嫌気グラニュールを嫌気反応槽１に４０ｍＬ（嫌気反応槽容量の５．３％）投入して通水試験を行った。
原水及び処理水のＣＯＤＣｒ濃度の経時変化を図２に、非生物担体の菌体付着量の経時変化を図４に示す。
【００５３】
［実施例２］
実施例１において、実験装置の運転開始時に破砕グラニュールを一括投入する代わりに、ミキサーで粒径０．１〜１．０ｍｍ、平均粒径０．２ｍｍに破砕した嫌気グラニュールを、運転開始以降、嫌気反応槽１に１日１回４ｍＬ（嫌気反応槽容量の０．５％）ずつ、１０日間、総投入量として４０ｍＬ（嫌気反応槽容量の５．３％）投入したこと以外は同様に通水試験を行った。
原水及び処理水のＣＯＤＣｒ濃度の経時変化を図３に、非生物担体の菌体付着量の経時変化を図４に示す。
【００５４】
［比較例１］
実施例１において、グラニュール４０ｍＬを破砕することなく、実験装置の立ち上げ開始時に投入したこと以外は同様に通水試験を行った。
原水及び処理水のＣＯＤＣｒ濃度の経時変化を図２，３に、非生物担体の菌体付着量の経時変化を図４に示す。
【００５５】
［考察］
実施例１と比較例１の処理水のＣＯＤＣｒ濃度は同程度であり、グラニュールを破砕することによる処理能力の低下は起こらなかった。また、非生物担体の菌体付着量は、実施例１の場合は運転開始１日後に６００ｍｇ−ＶＳＳ／Ｌとなり、比較例１の場合は２００ｍｇ−ＶＳＳ／Ｌとなった。その後はほぼ同じ傾向で菌体量が増加し、初期の付着量の差の分、破砕したグラニュールを用いた実施例１の方が多くなった。菌体量が８００ｍｇ−ＶＳＳ／Ｌに達するまでの時間は、破砕したグラニュールを投入した実施例１の場合は約３０日、破砕していないグラニュールを投入した比較例１の場合は６０日掛かっており、破砕したグラニュールを用いることで約１カ月の短縮を図れた。
【００５６】
実施例２の場合は、運転開始初期は処理水ＣＯＤＣｒ濃度が高かったが、破砕したグラニュール添加量の増加とともに処理水ＣＯＤＣｒ濃度が減少し、添加量が嫌気反応槽容量の５．３％となった運転開始１０日目には処理水ＣＯＤＣｒ濃度が５００ｍｇ／Ｌ以下となり、その後の処理水ＣＯＤＣｒ濃度は比較例１と同程度となった。また、非生物担体の菌体付着量は、実施例２の場合は運転開始１日後に８００ｍｇ−ＶＳＳ／Ｌとなり、比較例１の場合の２００ｍｇ−ＶＳＳ／Ｌより高くなった。その後、実施例２では原水ＣＯＤＣｒ濃度が倍増した運転１１日目より菌体付着量が大幅に増加し、その後は実施例１、比較例１とはほぼ同じ傾向で菌体量が増加した。非生物担体の菌体付着量が１５００ｍｇ−ＶＳＳ／Ｌに達するまでの時間は、実施例２の場合は２５日、実施例１の場合は６０日掛かっており、比較例１の場合は８０日後も１０００ｍｇ−ＶＳＳ／Ｌ程度となった。これらの結果から、破砕したグラニュールを連続添加することで菌体付着期間を短縮し、さらに非生物担体への菌体の付着を促進できることが分かる。
【符号の説明】
【００５７】
１  嫌気反応槽
２  非生物担体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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