(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
嫌気性生物処理の立ち上げから、ノルマルヘキサン抽出物質濃度１００ｍｇ／Ｌ以上且つＳＳ濃度１００ｍｇ／Ｌ以上の有機物含有排水を嫌気性下で生物処理する嫌気性生物処理装置であって、
担体の存在下で、前記有機物含有排水を嫌気性生物処理する１槽式生物処理槽と、
前記１槽式生物処理槽内の前記有機物含有排水及び前記担体を撹拌する撹拌装置と、を備え、
前記担体は、ゲル状担体であり、前記担体の比重は１より大きいことを特徴とする嫌気性生物処理装置。
【請求項２】
前記１槽式生物処理槽の前段には、前記有機物含有排水から油脂又は懸濁物質を分離する前処理装置が設置されないことを特徴とする請求項１記載の嫌気性生物処理装置。
【請求項３】
前記１槽式生物処理槽において、有機物負荷１０ｋｇＣＯＤｃｒ／ｍ３／ｄ以上で嫌気性生物処理が行われ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装置。
【請求項４】
前記１槽式生物処理槽では、嫌気性生物処理の立ち上げから、前記ノルマルヘキサン抽出物質濃度及びＳＳ濃度を希釈することなく、嫌気性下で生物処理を行う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装置。
【請求項５】
前記１槽式生物処理槽の後段に、加圧浮上処理装置を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の嫌気性生物処理装置。
【請求項６】
嫌気性生物処理の立ち上げから、ノルマルヘキサン抽出物質濃度１００ｍｇ／Ｌ以上且つＳＳ濃度１００ｍｇ／Ｌ以上の有機物含有排水を嫌気性下で生物処理する嫌気性生物処理方法であって、
担体が充填された１槽式生物処理槽において、前記有機物含有排水及び前記担体を撹拌しながら前記有機物含有排水を嫌気性生物処理する生物処理工程を含み、
前記担体は、ゲル状担体であり、前記担体の比重は１より大きいことを特徴とする嫌気性生物処理方法。
【請求項７】
前記生物処理工程の前に、前記有機物含有排水から油脂又は懸濁物質を分離する前処理工程を行わないことを特徴とする請求項６記載の嫌気性生物処理方法。
【請求項８】
前記生物処理工程において、有機物負荷１０ｋｇＣＯＤｃｒ／ｍ３／ｄ以上で嫌気性生物処理を行うことを特徴とする請求項６又は７記載の嫌気性生物処理方法。
【請求項９】
前記１槽式生物処理槽では、嫌気性生物処理の立ち上げから、前記ノルマルヘキサン抽出物質濃度及びＳＳ濃度を希釈することなく、嫌気性下で生物処理を行うことを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載の嫌気性生物処理方法。
【請求項１０】
前記生物処理工程の後に、加圧浮上処理工程を含むことを特徴とする請求項６〜９のいずれか１項に記載の嫌気性生物処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機物含有排水を嫌気性下で生物処理する嫌気性生物処理装置および嫌気性生物処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ハム工場、冷凍食品製造工場、惣菜工場、乳製品製造工場、調味料製造工場等から排出される有機物含有排水には、動植物油等の油脂や懸濁物質（ＳＳ）等が含まれている。油脂や懸濁物質を含む有機物含有排水を処理する方法としては、例えば、嫌気グラニュール汚泥を用いたＵＡＳＢ（Ｕｐｆｌｏｗ  Ａｎａｅｒｏｂｉｃ  Ｓｌｕｄｇｅ  Ｂｌａｎｋｅｔ）法やこれを改良したＥＧＳＢ（Ｅｘｐａｎｄｅｄ  Ｇｌａｎｕｌａｒ  Ｓｌｕｄｇｅ  Ｂｌａｎｋｅｔ）法等がある。しかし、これらの方法では、グラニュール汚泥に懸濁物質や油脂が付着し、グラニュール汚泥が浮上したり、グラニュール汚泥が解体して微細化したりして、処理水中に流出し、処理が不安定になる場合があった。したがって、前処理として、排水に凝集剤を添加して加圧浮上処理を行い、油脂や懸濁物質を除去した後に、グラニュール汚泥を用いた嫌気処理を実施するのが一般的である（例えば、特許文献１）。このようなグラニュール汚泥を用いた嫌気処理では、通常、ノルマルヘキサン抽出物質濃度（油脂濃度）を１００ｍｇ／Ｌ未満又はＳＳ濃度（懸濁物質濃度）を１００ｍｇ／Ｌ未満にした有機物含有排水が処理対象となる。
【０００３】
しかし、前処理とグラニュール汚泥を用いた嫌気処理とを併用する方法では、油脂含有汚泥量の増加、該汚泥からの臭気の発生、凝集剤添加量の増加等が課題となっている。
【０００４】
油脂含有汚泥量の削減、凝集剤添加量の削減等を抑制するために、例えば、特許文献２には、加圧浮上処理によって発生した油脂含有汚泥を鹸化処理した後、アルカリ条件で酸発酵処理する方法が提案され、特許文献３には、油脂と排水とを分離せずにアルカリ条件で酸発酵、メタン発酵を行う方法が提案されている。
【０００５】
しかし、特許文献２の方法では、気泡を抱いた油脂含有汚泥を処理するため、嫌気処理効率が低下することや、ｐＨ調整や凝集に使用する薬品費用が必要となるといった課題が発生する。また、特許文献３の方法では、ｐＨ調整に必要な薬品費用が必要となるといった課題や、酸生成槽とメタン生成槽の２段処理が必須であり、処理スペースの確保、装置構成の複雑化といった課題が発生する。
【０００６】
また、凝集剤を添加しないで加圧浮上処理を行った後、グラニュール汚泥を用いた嫌気処理する方法もあるが、この方法では、油脂や懸濁物質の除去が不十分となり、グラニュール汚泥の浮上、微細化が生じる場合がある。したがって、数か月に１度はグラニュール汚泥を補充することが必要となり、グラニュール汚泥の購入費用、運転管理の面での課題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−０１２４４６号公報
【特許文献２】特開２０００−２７１５９３号公報
【特許文献３】特開２０１３−２０８５５９号公報
【特許文献４】特開平５−２７７４９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、高いノルマルヘキサン抽出物質濃度又は高いＳＳ濃度の有機物含有排水を高負荷で安定して嫌気性生物処理することができる嫌気性生物処理装置および嫌気性生物処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、嫌気性生物処理の立ち上げから、ノルマルヘキサン抽出物質濃度１００ｍｇ／Ｌ以上且つＳＳ濃度１００ｍｇ／Ｌ以上の有機物含有排水を嫌気性下で生物処理する嫌気性生物処理装置であって、担体の存在下で、前記有機物含有排水を嫌気性生物処理する１槽式生物処理槽と、前記１槽式生物処理槽内の前記有機物含有排水及び前記担体を撹拌する撹拌装置と、を備え、前記担体は、ゲル状担体であり、前記担体の比重は１より大きい嫌気性生物処理装置である。
【００１０】
また、前記嫌気性生物処理装置において、前記１槽式生物処理槽の前段には、前記有機物含有排水から油脂又は懸濁物質を分離する前処理装置が設置されないことが好ましい。
【００１１】
また、前記嫌気性生物処理装置において、前記１槽式生物処理槽では、有機物負荷１０ｋｇＣＯＤｃｒ／ｍ３／ｄ以上で嫌気性生物処理が行われることが好ましい。
【００１２】
また、前記嫌気性生物処理装置において、前記１槽式生物処理槽では、嫌気性生物処理の立ち上げから、前記ノルマルヘキサン抽出物質濃度及びＳＳ濃度を希釈することなく、嫌気性下で生物処理を行うことが好ましい。
【００１３】
また、前記嫌気性生物処理装置において、前記１槽式生物処理槽の後段に、加圧浮上処理装置を備えることが好ましい。
【００１４】
また、本発明は、嫌気性生物処理の立ち上げから、ノルマルヘキサン抽出物質濃度１００ｍｇ／Ｌ以上且つＳＳ濃度１００ｍｇ／Ｌ以上の有機物含有排水を嫌気性下で生物処理する嫌気性生物処理方法であって、担体が充填された１槽式生物処理槽において、前記有機物含有排水及び前記担体を撹拌しながら前記有機物含有排水を嫌気性生物処理する生物処理工程を含み、前記担体は、ゲル状担体であり、前記担体の比重は１より大きい嫌気性生物処理方法である。
【００１５】
また、前記嫌気性生物処理方法において、前記生物処理工程の前に、前記有機物含有排水から油脂又は懸濁物質を分離する前処理工程を行わないことが好ましい。
【００１６】
また、前記嫌気性生物処理方法において、前記生物処理工程では、有機物負荷１０ｋｇＣＯＤｃｒ／ｍ３／ｄ以上で嫌気性生物処理を行うことが好ましい。
【００１７】
また、前記嫌気性生物処理方法において、前記１槽式生物処理槽では、嫌気性生物処理の立ち上げから、前記ノルマルヘキサン抽出物質濃度及びＳＳ濃度を希釈することなく、嫌気性下で生物処理を行うことが好ましい。
【００１８】
また、前記嫌気性生物処理方法において、前記生物処理工程の後に、加圧浮上処理工程を含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、高いノルマルヘキサン抽出物質濃度又は高いＳＳ濃度の有機物含有排水を高負荷で安定して嫌気性生物処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係る嫌気性生物処理装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る嫌気性生物処理装置の他の例を示す概略構成図である。
【図３】本発明の実施形態に係る嫌気性生物処理装置の他の例を示す概略構成図である。
【図４】比較例の試験で用いた嫌気性生物処理装置を示す概略構成図である。
【図５】通水５０日目から通水１００日目までの実施例１及び比較例の有機物負荷の推移を示す図である。
【図６】通水９１日目から通水１１７日目までの実施例１及び比較例の有機物負荷の推移を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の実施の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。
【００２２】
嫌気性生物処理は、好気性生物処理と比較して、曝気のエネルギー費用が削減され、発生する汚泥量も減少され、また、嫌気処理の際に発生するメタンガスがエネルギーとして回収されること等から、各種排水への適用が検討されている。そこで、グラニュール汚泥を用いて、例えば、食品工場から排出される高濃度の油脂又は懸濁物質を含有する有機物含有排水を処理することも検討されているが、その場合には、適用可能な排水濃度の検討、加圧浮上等の前処理を設置すること等が検討され、グラニュール汚泥の維持や処理安定化等がなされてきた。本発明者らは、このような技術動向の中、加圧浮上、酸発酵槽、アルカリ処理、酵素処理等の前処理を設置しなくても、高負荷で安定した嫌気処理を行うことができる技術を開発することを目的に、嫌気処理で使用する担体、反応形式等について鋭意検討した。この結果、担体と有機物含有排水とを撹拌して、有機物含有排水を嫌気性生物処理することで、ノルマルヘキサン抽出物質濃度１００ｍｇ／Ｌ以上又はＳＳ濃度１００ｍｇ／Ｌ以上の有機物含有排水においても、例えばグラニュール汚泥を用いた処理速度の２倍以上の高負荷で長期に安定して処理できることを見出した。詳細は不明であるが、担体が撹拌されることで、担体間に適切なせん断力が働き、担体への油脂や懸濁物質の付着が抑制されるため、有機物含有排水中の有機物の分解が促進されると考えられる。
【００２３】
図１は、本発明の実施形態に係る嫌気性生物処理装置の一例を示す概略構成図である。図１に示す嫌気性生物処理装置１は、嫌気性生物処理槽が１槽のみで構成される１槽式の嫌気性生物処理装置１であって、１槽式生物処理槽１０と、１槽式生物処理槽１０の内部に略垂直に設置され上下が開口したドラフトチューブ１２と、撹拌羽根等を有する撹拌装置１４とを備える。１槽式生物処理槽１０には、担体１６が投入されている。１槽式生物処理槽１０の前段には原水を貯留する原水槽を備えてもよい。
【００２４】
本実施形態に係る嫌気性生物処理方法および嫌気性生物処理装置１の動作について説明する。
【００２５】
本実施形態の処理対象である有機物含有排水は、ノルマルヘキサン抽出物質濃度１００ｍｇ／Ｌ以上又はＳＳ濃度１００ｍｇ／Ｌ以上の有機物含有排水であり、油脂、懸濁物質、油脂及び懸濁物質以外の有機物等が含まれる（以下、単に有機物含有排水と呼ぶ場合がある）。
【００２６】
有機物含有排水が、１槽式生物処理槽１０の入口より１槽式生物処理槽１０に導入される。有機物含有排水が導入される前又は後において、１槽式生物処理槽１０に担体１６が投入され、種汚泥として嫌気性汚泥が添加される。１槽式生物処理槽１０内では、撹拌装置１４により、担体１６及び有機物含有排水が撹拌されながら、嫌気性生物処理が行われる（生物処理工程）。ドラフトチューブ１２内で撹拌されることで、ドラフトチューブ１２内に下向流が形成され、ドラフトチューブ１２と１槽式生物処理槽１０内壁面との間に上向流が形成される。嫌気性生物処理が行われた処理水は、１槽式生物処理槽１０の出口より排出される。
【００２７】
生物処理槽内の担体１６を撹拌装置１４により撹拌しない従来型の装置で、ノルマルヘキサン抽出物質濃度１００ｍｇ／Ｌ以上又はＳＳ濃度１００ｍｇ／Ｌ以上の有機物含有排水を処理しようとすると、担体１６に油脂や懸濁物質が付着して、担体が浮上したり有機物を分解できるメタン発酵細菌の付着が阻害されたりしてしまうため、長期間安定した高負荷処理を行うことができないと考えられていた。しかし、本実施形態によれば、撹拌装置１４により担体１６が撹拌されて、担体１６間にせん断力が働くため、担体１６への油脂や懸濁物質の付着が抑制される。その結果、担体１６の浮上が抑制され、担体１６へのメタン発酵細菌の付着、または担体１６内部に固定化されるため、有機物含有排水のメタン発酵を伴う嫌気生物処理において、長期間安定した高負荷処理を行うことができる。したがって、１槽式生物処理槽１０による嫌気性生物処理の前に、有機性排水から油脂や懸濁物質を分離する前処理、例えば加圧浮上処理等を実施しなくてもよい。すなわち、高濃度の油脂又は懸濁物質を含有する有機物含有水を直接１槽式生物処理槽１０に導入することができる。また、有機物含有水も撹拌装置１４によって撹拌されるため、１槽式生物処理槽１０の入口等が油脂や懸濁物質で閉塞されることが抑制される。
【００２８】
また、本実施形態によれば、油脂や懸濁物質も撹拌されるため、未処理の油脂や懸濁物質も１槽式生物処理槽１０の出口より排出されるが、処理水中のノルマルヘキサン抽出物質濃度又はＳＳ濃度が高い場合には、１槽式生物処理槽１０の後段に加圧浮上装置を設置して、処理水から油脂や懸濁物質を分離することが好ましい。
【００２９】
本実施形態で用いられる担体１６としては、従来嫌気性生物処理で使用される担体であれば特に制限されるものではなく、例えば、プラスチック製担体、スポンジ状担体、ゲル状担体等が挙げられる。特に、ゲル状担体を用いることで、高分子ポリマーを産出しないメタン発酵菌がゲル状担体の３次元の網目構造の孔に入り込む、またはゲル状担体の形状、荷電等の関係で付着しやすく、また、撹拌による担体の流動性も高いため、プラスチック製担体、スポンジ状担体と比較して、高負荷処理が可能となる。
【００３０】
ゲル状担体としては、特に限定されるものではないが、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリウレタン等を含んでなる吸水性高分子ゲル状担体等が挙げられる。
【００３１】
担体１６の細孔径が大きいほど、有機物が担体１６内部まで拡散しやすいが、担体１６内部でのガス発生が起こり易く、気泡が担体１６内部に留まり浮上する可能性があるため、担体１６の細孔径はできるだけ小さいもの（例えば、１μｍ〜２０μｍ程度）が好ましい。
【００３２】
担体１６の形状は、特に限定されるものではないが、０．５ｍｍ〜２０ｍｍ程度の径の球状または立方体状（キューブ状）、長方体、円筒状等のものが好ましい。特に、３〜８ｍｍ程度の径の球状、または円筒状のゲル状担体が好ましい。担体１６の径が０．５ｍｍ未満の場合、担体１６と処理水を分離するスクリーン等のセパレータで目詰まりが生じやすくなる。担体１６の径が１０ｍｍを超える場合、表面積が小さくなり処理速度が低くなる場合がある。
【００３３】
１槽式生物処理槽１０内部に流動状態を形成するために、担体１６の比重は少なくとも１．０より大きく、真比重として、１．１以上、あるいは見かけ比重として１．０１以上のものが好ましい。
【００３４】
１槽式生物処理槽１０への担体１６の投入量は、１槽式生物処理槽１０の容積に対して１０〜５０％の範囲が好ましい。担体１６の投入量が１槽式生物処理槽１０の容積に対して１０％未満であると反応速度が小さくなる場合があり、５０％を超えると担体１６が流動しにくくなり、長期運転において汚泥による閉塞等で原水がショートパスし処理水質が悪くなる場合がある。
【００３５】
担体１６の沈降速度は、１００〜１５０ｍ／ｈｒであることが好ましい。担体１６の沈降速度が１００ｍ／ｈｒ未満であると、担体１６が浮上し、１槽式生物処理槽１０から流出しやすくなり、また、分離スクリーンの閉塞が発生する可能性がある。１５０ｍ／ｈｒを超えると、流動状態が悪くなり、担体１６がショートパスしたり、撹拌のエネルギーが大きくなったりする場合がある。
【００３６】
本実施形態では、有機物含有排水を生物処理するに当たり、排水のｐＨは６．０〜８．０の範囲が好ましく、７．０〜８．０の範囲がより好ましい。排水のｐＨ調整は、例えば、ｐＨ調整剤供給ライン（図示せず）から原水槽（図示せず）にｐＨ調整剤を供給することにより行われる。有機物含有排水のｐＨが上記範囲外であると、生物処理による有機物の分解反応速度が低下する場合がある。
【００３７】
ｐＨ調整剤としては、塩酸等の酸剤、水酸化ナトリウム等のアルカリ剤等、特に制限されるものではない。また、ｐＨ調整剤は、例えば、緩衝作用を持つ重炭酸ナトリウム、燐酸緩衝液等であってもよい。
【００３８】
図２〜３は、本発明の実施形態に係る嫌気性生物処理装置の他の例を示す概略構成図である。図２に示す嫌気性生物処理装置２は、ドラフトチューブ１２を備えておらず、１槽式生物処理槽１０、撹拌羽根等を有する撹拌装置１４を備え、撹拌装置１４により、１槽式生物処理槽１０内の担体１６及び有機物含有排水が撹拌される。
【００３９】
図３に示す嫌気性生物処理装置３は、ドラフトチューブ１２の下方に、水中ポンプ１８を備え、水中ポンプ１８により上方から水を吸引し、側方から吐出することによって、ドラフトチューブ１２内に下向流が形成され、ドラフトチューブ１２と１槽式生物処理槽１０内壁面との間に上向流が形成され、担体１６及び有機物含有排水が撹拌される。
【００４０】
１槽式生物処理槽１０の形状は、角型であっても円筒型であってもよく、特に限定されるものではない。１槽式生物処理槽１０の槽底角部への担体１６の堆積を抑制するために、図１〜３に示すように、１槽式生物処理槽１０の槽底角部にはテーパーが付けられていることが好ましく、特に４５度以上のテーパーテーパーが付けられていることが好ましい。
【００４１】
１槽式生物処理槽１０内を嫌気状態に維持するために、また、有機物含有排水のメタン発酵処理等に用いる場合には発生したメタンガスや硫化水素ガス等を捕集し、適切に処理するために、１槽式生物処理槽１０の上部は実質的に外気と遮断されている密閉構造であることが好ましい。
【００４２】
本実施形態では、装置の立ち上げ時に１槽式生物処理槽１０内に担体１６と共に消化汚泥や嫌気グラニュール等を少なくとも１，０００ｍｇ／Ｌ以上投入することが好ましく、１，０００〜１０，０００ｍｇ／Ｌ投入することがより好ましい。１槽式生物処理槽１０内の汚泥濃度が１０，０００ｍｇ／Ｌを超えると、担体１６にグラニュール汚泥等が付着しにくく、担体１６を投入する効果が小さくなる場合がある。
【００４３】
本実施形態では、有機物含有排水を生物処理するに当たり、嫌気性生物汚泥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（図示せず）から原水槽（図示せず）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（Ｎｉ，Ｃｏ，Ｆｅ等）等が挙げられる。
【００４４】
本実施形態では、１槽式生物処理槽１０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い。通常、２８℃以上３５℃未満の範囲となるように温度調整することが好ましいが、本実施形態ではグラニュール汚泥が崩れる懸念がほとんどないため、従来の嫌気グラニュール法では安定処理ができない２０〜２８℃、または２０〜２５℃で運転することが可能となり、経済的に処理する観点で好ましい。嫌気性生物処理による有機物の分解は、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する傾向にあるため、水温を上記範囲に調整することが好ましい。
【００４５】
１槽式生物処理槽１０内の水温の温度調整方法は、特に制限されるものではないが、例えば、蒸気を原水槽に供給することで、１槽式生物処理槽１０内の水温を調整してもよいし、１槽式生物処理槽１０にヒータ等の加熱装置を設置して、ヒータ等の熱により１槽式生物処理槽１０内の水温を調整してもよい。また、例えば、加温した希釈水を供給することで、１槽式生物処理槽１０内の水温を調整してもよい。また、例えば、有機物の分解によりメタンガスが発生するが、通常の嫌気処理と同様に脱硫処理を実施後、メタンガスボイラで熱エネルギーとして回収し、その熱エネルギーを１槽式生物処理槽１０に供給し、水温を調整してもよい。より低温で処理可能であれば、加熱に要するエネルギー等が不要または少なくてすむ。
【００４６】
本実施形態では、ノルマルヘキサン抽出物質濃度１００ｍｇ／Ｌ以上又はＳＳ濃度１００ｍｇ／Ｌ以上の有機物含有排水に対して、高負荷で安定した嫌気性生物処理を行うことが可能であり、特に、ノルマルヘキサン抽出物質濃度１５０ｍｇ／Ｌ以上又はＳＳ濃度２００ｍｇ／Ｌ以上の有機物含有排水に対しても高負荷で安定した嫌気性生物処理を行うことが可能である。
【００４７】
ノルマルヘキサン抽出物質濃度（油脂濃度）は、例えば、ＪＩＳ  Ｋ０１０２に準じて、以下の方法によって求められる。まず、分液ロート中に有機物含有排水を適量（２００〜１，０００ｍｌ程度）投入し、さらにメチルオレンジ溶液を滴下した上で、溶液の色が赤に変化するまで塩酸を滴下する。そして、ノルマルヘキサン４０ｍｌを投入して２分間激しく振り混ぜることを２回繰り返し、ノルマルヘキサン層のみを分離した上で、ろ過、脱水を行って、８０℃でノルマルヘキサンを揮発させることにより、ノルマルヘキサン抽出物質を得る。そして、得られたノルマルヘキサン抽出物質の質量と投入した有機物含有排水の質量から、ノルマルヘキサン抽出物質濃度を求める。
【００４８】
ＳＳ濃度（懸濁物質濃度）は、例えば、ＪＩＳ  Ｋ０１０２に準じて測定される。
【００４９】
有機物含有排水は、例えば、食品製造工場、電子産業工場、パルプ製造工場、化学工場等から排出される有機物（油脂、懸濁物質、油脂及び懸濁物質以外の有機物）を含有する排水である。有機物含有排水中の油脂は、排水とノルマルヘキサンとを混合することによりノルマルヘキサン側に抽出される物質であり、例えば、動植物油、鉱物油等が挙げられる。本実施形態による嫌気性生物処理では、特に動植物油等を含有する有機物含有排水に対して有効である。有機物含有排水中の懸濁物質は、被処理液体中に含まれる不溶性物質であり、例えば、デンプン、セルロース等の生分解可能な有機物、珪藻土、砂、金属等の無機物等である。油脂及び懸濁物質以外の有機物は、油脂及び懸濁物質以外のＢＯＤ成分であって、生分解可能な有機物であり、例えば、可溶性タンパク質、糖類、アミノ酸類、アルコール類、有機酸類、脂肪酸類等が挙げられる。
【００５０】
本実施形態では、有機物負荷１０ｋｇＣＯＤｃｒ／ｍ３／ｄ以上、好ましくは１５ｋｇＣＯＤｃｒ／ｍ３／ｄ以上で生物処理が行われる場合に特に有効である。
【実施例】
【００５１】
以下、実施例および比較例を挙げ、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。
【００５２】
（実施例１）
実施例１の試験は図１に示す嫌気性生物処理装置を用いて行った。実施例１において生物処理される排水は、食品製造工場から排出された油脂及び懸濁物質を含有する有機物含有排水である。有機物含有排水のＢＯＤ濃度は１，２００〜４，７００ｍｇ／Ｌであり、ＣＯＤｃｒ濃度は２，０００ｍｇ／Ｌ〜８，０００ｍｇ／Ｌであり、ノルマルヘキサン抽出物質濃度は１００ｍｇ／Ｌ〜２００ｍｇ／Ｌであり、ＳＳ濃度は１００ｍｇ／Ｌ〜８００ｍｇ／Ｌであった。次に、内容積６０Ｌの１槽式生物処理槽に、球状のポリビニルアルコール製ゲル状担体（細孔径４μｍ〜２０μｍ、直径４ｍｍ、比重１．０２５、沈降速度４ｃｍ／ｓｅｃ）を生物処理槽の容積に対して３０％投入し、種汚泥として嫌気性汚泥（汚泥濃度５，０００ｍｇ／Ｌ）を添加した後、上記排水を、処理水質を見ながら１０ｋｇＣＯＤｃｒ／ｍ３／ｄ以上の負荷で通水した。生物処理槽に排水を通水する際の温度は２５〜３０℃になるように調整し、ｐＨは水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、塩酸（ＨＣｌ）により７〜８となるように調整した。また、栄養剤は、排水中に十分含有されていたため無添加とした。
【００５３】
（比較例）
比較例の試験は、図４に示す嫌気性生物処理装置を用いて行った。図４に示す嫌気性生物処理装置４は、嫌気性グラニュールを用いた上向流嫌気性スラッジブランケット（ＵＡＳＢ）処理装置であり、塔型の生物処理槽２０と、生物処理槽２０内の上部に斜めに配置された固液分離部２２とを備える。図４に示す嫌気性生物処理装置４では、上記実施例１と同じ有機物含有水を生物処理槽２０の下部入口より生物処理槽２０に導入し、生物処理槽２０内の嫌気性グラニュール２４と接触させて嫌気性生物処理を行った。生物処理槽２０から排出される処理水を、循環ライン２６を通して生物処理槽２０に流入する有機物含有排水に１０倍量供給して、生物処理槽２０内のグラニュール汚泥に流速を与え、有機物含有排水とグラニュール汚泥との接触効率を高めた。その他の処理条件は、実施例１と同様にして処理を行った。
【００５４】
図５は、通水５０日目から通水１００日目までの実施例１及び比較例の有機物負荷の推移を示す図であり、図６は通水９１日目から通水１１７日目までの実施例１及び比較例の有機物負荷の推移を示す図である。なお、実施例１及び比較例ともに通水開始から４９日目までは嫌気性生物処理の立ち上げ期間とした。
【００５５】
図５及び図６から分かるように、実施例１では、有機物負荷１０ｋｇＣＯＤｃｒ／ｍ３／ｄ以上、最大４０ｋｇＣＯＤｃｒ／ｍ３／ｄの高負荷での処理が可能であった。そして、上記高負荷でも、処理水中の有機物濃度の上昇は見られず、ＣＯＤｃｒ除去率が７０〜８０％程度で、安定した処理を行うことができた。また、実施例１では、試験期間中、油脂や懸濁物質付着による担体浮上は見られなかった。
【００５６】
一方、比較例では、通水開始から７０日目以降では、油脂や懸濁物質付着によるグラニュール汚泥浮上、微細化により、生物処理槽２０からグラニュール汚泥が流出して、処理水中の有機物濃度が上昇し、有機物負荷１０ｋｇＣＯＤｃｒ／ｍ３／ｄ以上では安定な処理を行うことができなかった。安定な生物処理を行うには、１０ｋｇＣＯＤｃｒ／ｍ３／ｄ未満、具体的には８ｋｇＣＯＤｃｒ／ｍ３／ｄの有機物負荷にしなければならなかった。また、比較例では、通水開始から３２日目、７５日目に、生物処理槽２０内にグラニュール汚泥を補充する必要があった。
【符号の説明】
【００５７】
１〜４  嫌気性生物処理装置、１０  １槽式生物処理槽、１２  ドラフトチューブ、１４  撹拌装置、１６  担体、１８  水中ポンプ、２０  生物処理槽、２２  固液分離部、２４  嫌気性グラニュール、２６  循環ライン。
【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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【図６】
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