(57)【要約】【課題】  有機性廃水を対象として、長期安定して処理できる高性能な嫌気性処理方法及び装置を提供をする。【解決手段】  有機性廃水を生物学的に嫌気性処理する方法において、前記有機性廃水を、グラニュール汚泥を保持した上向流嫌気性汚泥床法により該有機性廃水中の易分解性の成分を除去する第一の嫌気性処理工程２３と、該２３からの流出液を、粒状又は粉状の活性炭を使用した嫌気性固定ろ床法又は流動床法により、該流出液中の難分解性成分を除去する第二の嫌気性処理工程２４とで処理することとしたものであり、前記２３及び／又は２４は、該それぞれの処理工程の流出液を循環して処理することができ、また、２３と２４に用いる装置は、該装置の本体側壁との角度が下向きに３５度以下、かつ各占有面積が装置横断面積の２分の１以上となる邪魔板を多段に有している。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性廃水を生物学的に嫌気性処理する方法において、前記有機性廃水を、グラニュール汚泥を保持した上向流嫌気性汚泥床法により該有機性廃水中の易分解性の成分を除去する第一の嫌気性処理工程と、該第一の工程からの流出液を、粒状又は粉状の活性炭を使用した嫌気性固定ろ床法又は流動床法により、該流出液中の難分解性成分を除去する第二の嫌気性処理工程とで処理することを特徴とする有機性廃水の嫌気性処理方法。
【請求項２】
前記第一及び／又は第二の嫌気性処理工程は、該それぞれの処理工程の流出液の一部を、該それぞれの処理工程に循環して処理することを特徴とする請求項１に記載の有機性廃水の嫌気性処理方法。
【請求項３】
前記第二の嫌気性処理工程の流出水の一部は、前記第一の嫌気性処理工程に循環することを特徴とする請求項１又は２に記載の有機性廃水の嫌気性処理方法。
【請求項４】
前記第二の嫌気性処理工程流出水の一部の第一の嫌気性処理工程への循環は、前記第一の嫌気性処理工程に流入する有機性廃水中の難分解性成分の濃度が嫌気性処理を阻害する濃度以下になるように、循環液量を調整して行うことを特徴とする請求項３に記載の有機性廃水の嫌気性処理方法。
【請求項５】
有機性廃水を生物学的に嫌気性処理する装置において、前記有機性廃水中の易分解性成分を除去するグラニュール汚泥を保持した上向流嫌気性汚泥床の第一の処理装置と、該処理装置からの流出液中の難分解性成分を除去する粒状又は粉状の活性炭を使用した嫌気性固定ろ床又は流動床の第二の処理装置とを有することを特徴とする有機性廃水の嫌気性処理装置。
【請求項６】
前記第一及び第二の処理装置は、該装置の本体側壁に、該側壁との角度が下向きに３５度以下で、かつ各占有面積が該装置の横断面積の２分の１以上となる邪魔板を複数有し、該邪魔板により形成されるガス・液・固分離部を多段に有することを特徴とする請求項５に記載の有機性廃水の嫌気性処理装置。
【請求項７】
前記第一及び第二の処理装置には、該それぞれの処理装置からの流出液の一部を、該それぞれの処理装置に循環する循環路を有することを特徴とする請求項５又は６記載の有機性廃水の嫌気性処理装置。
【請求項８】
前記第二の処理装置には、該第二の処理装置からの流出液の一部を、前記第一の処理装置に循環する循環路を有することを特徴とする請求項５、６又は７記載の有機性廃水の嫌気性処理装置。
【請求項９】
前記第二の処理装置からの流出液の一部を前記第一の処理装置に循環する循環路には、前記第一の処理装置に流入する有機性廃水中の難分解性成分の濃度が、嫌気性処理を阻害する濃度以下になるように循環液量を調整する調整手段を有することを特徴とする請求項８に記載の有機性廃水の嫌気性処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機性廃水の嫌気性処理方法及び装置に係り、更に詳しくは、難分解性成分を含む有機性廃水を生物学的に無害化する嫌気性処理方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機性の廃水は、嫌気性処理によって分解、処理されることがある。こうした分解処理方法として、反応槽内に充填材を保持した嫌気性固定ろ床法や上向流嫌気性汚泥床法（以後、ＵＡＳＢ法とも記す）やグラニュール汚泥膨張床（以後、ＥＧＳＢ法とも記す）がある。ＵＡＳＢ法及びＥＧＳＢ法は近年普及してきた方法で、メタン菌等の嫌気性菌をグラニュール状に造粒化することにより、リアクター内のメタン菌の濃度を高濃度に維持できるという特徴があり、その結果、廃水中の有機物の濃度が相当高い場合でも効率よく処理できる。例えば、この方法を具体化した装置では、重クロム酸カリウムを酸化剤として測定したＣＯＤｃｒ（以後ＣＯＤと記す）の容積負荷が２０〜３０ｋｇ／ｍ３／ｄでも、効率よく運転できるという特徴がある。
【０００３】
嫌気性処理工程での分解速度が遅い難分解性物質としては、クロロホルム、トリクロロエチレン、フェノール、ｐ−トルイル酸、テレフタル酸等が、また、嫌気性処理工程での分解速度が速い易分解性物質としては、酢酸、糖類、エチレングリコール、安息香酸等が知られている。難分解性成分は、化学系の工場の廃水に含まれていることが多い。
従来、嫌気性処理法では、難分解性成分を対象として処理する例は極めて少なかったが、近年では、トリクロロエチレン、クロロホルム、フェノール、テレフタル酸のような難分解性成分も嫌気的に分解処理できることが明らかになってきている。難分解性成分を嫌気的に分解処理するためには、嫌気性条件下で長期間の処理を行うことが有効である。
難分解性成分と易分解性成分を含む廃水としては、精製テレフタル酸製造廃水が知られており、主成分は、難分解性成分のｐ−トルイル酸とテレフタル酸及び易分解性の酢酸、安息香酸である〔Ｓｈｅｎｇ−Ｓｈｕｎｇ  Ｃｈｅｎｇら、Ｗａｔ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈ．，Ｖｏｌ．３６，７３〜８２（１９９７）〕。
【０００４】
しかしながら、難分解性成分を含む有機性廃水を嫌気性処理する方法には、以下に示すような問題がある。
（１）難分解性成分を分解除去するためには、嫌気性条件下で長期間の処理を行うことが有効であるため、易分解性成分を含んでいる場合でも、低負荷で処理を行う必要があり、設備が過大となる。
（２）グラニュール汚泥を保持したＵＡＳＢ法で難分解性成分を処理する場合、廃水中の難分解性成分は、微生物（メタン菌）の自己造粒による固定化能力を比較的低下させる傾向にあり、グラニュール汚泥の形成を困難とし、また、グラニュール汚泥の緻密さを低下させるため、グラニュール汚泥の長期間の安定保持が困難となり、その結果、処理の継続が困難になる。
（３）難分解性成分そのものが嫌気微生物にとって阻害である場合、難分解性成分が嫌気微生物にとっての阻害濃度以下となるように希釈を行う必要がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Ｗａｔ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈ．，Ｖｏｌ．３６，７３〜８２（１９９７）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記従来技術に鑑み、有機性廃水を対象として、長期安定した処理ができる高性能な嫌気性処理方法及び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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、有機性廃水を生物学的に嫌気性処理する方法において、前記有機性廃水を、グラニュール汚泥を保持した上向流嫌気性汚泥床法により該有機性廃水中の易分解性の成分を除去する第一の嫌気性処理工程と、該第一の工程からの流出液を、粒状又は粉状の活性炭を使用した嫌気性固定ろ床法又は流動床法により、該流出液中の難分解性成分を除去する第二の嫌気性処理工程とで処理することを特徴とする有機性廃水の嫌気性処理方法としたものである。
前記処理方法において、第一及び第二の処理工程は、それぞれの処理工程の流出液の一部を、該それぞれの処理工程に循環して処理することができ、また、前記第二の処理工程の流出液の一部を第一の処理工程に循環することもできる。
さらに、前記処理方法において、嫌気微生物にとって阻害となる難分解性成分が分解除去された第二の処理工程の流出水の一部を、難分解性成分の濃度が嫌気性処理を阻害する濃度以下になるように第一の処理工程よりも上流側に循環させることで、難分解性成分による嫌気微生物への阻害を回避できる。
【０００８】
また、本発明では、有機性廃水を生物学的に嫌気性処理する装置において、前記有機性廃水中の易分解性成分を除去するグラニュール汚泥を保持した上向流嫌気性汚泥床の第一の処理装置と、該処理装置からの流出液中の難分解性成分を除去する粒状又は粉状の活性炭を使用した嫌気性固定ろ床又は流動床の第二の処理装置とを有することを特徴とする有機性廃水の嫌気性処理装置としたものである。
前記処理装置において、第一及び第二の処理装置は、該装置の本体側壁に、該側壁との角度が下向きに３５度以下で、かつ各占有面積が該装置の横断面積の２分の１以上となる邪魔板を複数有し、該邪魔板により形成されるガス・液・固分離部を多段に有することができ、また、該処理装置には、それぞれの処理装置の流出液を、該それぞれの処理装置に循環する循環路を有することができ、また、第二の処理装置の流出液の一部を第一の処理装置に循環する循環路を有することができ、該循環路には、第一の処理装置に流入する有機性廃水中の難分解性成分が、嫌気性処理を阻害する濃度以下になるように循環液量を調整する調整手段を有することができる。
【０００９】
本発明の骨子は、第一の嫌気性処理工程で有機性廃水中の易分解性成分の除去を目的にグラニュール汚泥を保持した上向流嫌気性汚泥床により高負荷処理を行い、粒状又は粉状の活性炭を使用した嫌気性固定ろ床又は嫌気性流動床である第二の嫌気性処理工程により第一の嫌気性処理工程からの流出液中の難分解性成分を除去することであり、易分解性成分と難分解性成分とを含む有機性廃水を対象とした高性能な嫌気性処理が達成できることにある。さらに、その際の嫌気性処理装置として、装置の本体側壁に、該側壁との角度が３５度以下かつ各占有面積が装置の横断面積の２分の１以上となる邪魔板を複数有し、該邪魔板により形成されるガス・液・固分離部を多段に有する上向流嫌気性処理装置を用いることでリアクター内のガス・液・固分離性能が高まるため、リアクター内にグラニュール汚泥を高濃度に保持し、また、粒状又は粉状の活性炭の安定保持が可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明では、第一の嫌気性処理工程で、有機性廃水中の易分解性成分の除去を目的に、グラニュール汚泥を保持した上向流嫌気性汚泥床により高負荷処理を行い、次いで、粒状又は粉状の活性炭を使用した嫌気性固定ろ床又は嫌気性流動床である第二の嫌気性処理工程により第一の嫌気性処理工程からの流出液中の難分解性成分を除去しており、さらにその際の嫌気性処理装置として、装置本体側壁との角度が３５度以下、かつ各占有面積が装置断面積の２分の１以上となる邪魔板により形成されるガス・液・固分離部を、多段に有する上向流嫌気性処理装置を用いることで、リアクター内のガス・液・固分離性能が高まるため、リアクター内にグラニュール汚泥を高濃度に保持し、また、及び粒状又は粉状の活性炭の安定保持が可能となる有機性廃水の処理方法とこれを実施する装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の処理フローの一形態を例示した概略構成図。
【図２】本発明の上向流嫌気性処理装置の一形態を例示したフロー構成図。
【図３】実験に用いた上向流式嫌気性処理装置の断面構成図。
【図４】実施例１の実験に用いた処理フローの概略構成図。
【図５】実施例２の実験に用いた処理フローの概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、実施の形態を図面を用いて説明する。
図１は、難分解性成分を含む有機性廃水の処理を実施するのに好ましい、本発明の処理フローの一形態を示した概略構成図である。
図１において、２１は原水、２２は酸発酵槽、２３はグラニュール汚泥を保持した上向流嫌気性汚泥床処理装置（ＵＡＳＢ）、２４は粒状又は粉状の活性炭を充填した上向流嫌気性流動床処理装置（以下、ＧＡＣとも記す）、２５は処理水、２６はＵＡＳＢ処理水循環配管、２７はＧＡＣ処理水循環配管である。なお、２４は上向流又は下向流の嫌気性固定ろ床として用いてもよい。
難分解性成分を含む有機性廃水である原水２１は、原水の性状に応じて酸発酵槽２２で酸発酵処理を行う。酸発酵槽での滞留時間は、４時間〜４日間程度である。酸発酵処理では、原水中の難分解性成分の分解促進や低分子化の効果は小さいが、ＵＡＳＢでの処理効率の向上を図るためには有効である。メタン発酵処理に適したｐＨは６〜８であるため、酸発酵槽２２では、ＮａＯＨなどの中和剤を用いてｐＨの調整を行う。酸発酵処理を行わない場合には、原水２１とＵＡＳＢ２３の間にｐＨ調整のためのｐＨ調整槽を設けてもよい。
【００１３】
本発明の嫌気性処理は、３０℃〜３５℃を至適温度とした中温メタン発酵処理、５０℃〜５５℃を至適温度とした高温メタン発酵処理など全ての温度範囲の嫌気性処理を対象としている。
主として、原水中の易分解性成分の処理を行う第一の嫌気処理工程としては、グラニュール汚泥を保持したＵＡＳＢ法あるいはＥＧＳＢ法が有効である。ＵＡＳＢ２３では、嫌気性ろ床法や嫌気性流動床法等の他の処理方法に比べ、嫌気性菌の保持量が多いため、ＣＯＤ負荷２０ｋｇ／ｍ３／ｄ以上の高い負荷での処理が可能となる。
【００１４】
主として、ＵＡＳＢ２３流出水の難分解性成分を嫌気的に処理する第二の嫌気性処理工程としては、粒状活性炭を担体としたＧＡＣ２４が有効である。粒状活性炭では、活性炭の吸着作用により難分解性成分を吸着し、活性炭上で付着増殖した嫌気性菌により嫌気条件下で長期間の処理を行う吸着分解が可能となり、活性炭の生物学的再生も可能となる。そのため、粒状活性炭は、プラスチック製担体等の他の担体に比べ難分解性成分の除去の効果が大きい。粒状活性炭の有効径は０．０５ｍｍ〜３ｍｍ、好ましくは０．１ｍｍ〜１ｍｍ、さらに好ましくは０．２ｍｍ〜０．７ｍｍであり、均等係数は１．２〜２．０である。また、第二の嫌気性処理工程にグラニュール汚泥を保持したＵＡＳＢ法を適用する場合、廃水中の難分解性成分は、微生物（メタン菌）の自己造粒による固定化能力を比較的低下させる傾向にあり、グラニュール汚泥の形成を困難とするし、また、グラニュール汚泥の緻密さを低下させるため、グラニュール汚泥の長期間の安定保持が困難となり、その結果、処理の継続が困難になる。
【００１５】
図２は、嫌気性処理方法を実施するのに好ましい本発明の上向流嫌気性処理装置の一形態を例示したフロー構成図であり、上向流嫌気性処理装置のリアクター２は、グラニュール汚泥を保持したＵＡＳＢ及び粒状活性炭を充填したＧＡＣである。
被処理液送液管１が連通し、上下を閉塞した筒状のリアクター２内部の左右両側壁には、それぞれに一方の端部を固定し、他方の端部を反対側の側壁方向に向かって下降しながら延ばしている邪魔板３が設置されている。邪魔板３は、上下方向に２箇所左右交互に設けてあって、リアクター側壁との間にそれぞれ鋭角の区分スラッジゾーン４ａ〜４ｂを形成している。リアクター２側壁と邪魔板３のなす角度θは３５度以下の鋭角であり、占有面積は、リアクター２の横断面積の１／２以上である。３５度を越える角度の場合には、スラッジゾーン４ａ，４ｂの邪魔板３の上部にグラニュール汚泥あるいは粒状活性炭が堆積し、流動性が不十分となり、デッドスペースが形成される。また、邪魔板３の占有面積が１／２以下だと、発生ガスの捕捉が不十分となり、気液固の分離に不具合を生じる。つまり、リアクター２の中心よりガスが上方へ抜けてしまい、後記のＧＳＳ部５にガスを十分に集積することができなくなる。
【００１６】
区分スラッジゾーン４ａ、４ｂ上部は、ＧＳＳ部５を形成している。反応が開始すると発生ガスが集まる気相部５ａには、外部と通じる発生ガス回収配管６の排出口を設けてある。
なお、気相部５ａから接続されている発生ガス回収配管６の吐出口は、水を充填した水封槽７の水中内で開口している。開口位置は、水圧が異なる適宜な水深位にあり、水封槽７には、発生ガス回収配管６から吐き出されたガス流量を測定するガスメータ８を設けてある。ガスメータ８の先には、ガスホルダー１１が設けられている。また、リアクター２上端には、上澄み液を排出する処理水配管９が開口している。なお、１６は、グラニュール汚泥又は活性炭が保持される上端部を示す。
【００１７】
リアクター２内では、嫌気性菌からなるグラニュール汚泥及び嫌気性菌を保持した粒状活性炭の介在によって有機性廃水が分解し、バイオガスが発生する。発生したガスは、各区分スラッジゾーン４ａ〜４ｂ上端のＧＳＳ部５に別れて集まり、それぞれに気相部５ａを形成し、発生ガス回収配管６を通じて水封槽７に至る。こうした発生ガスは、ガスメータ８でその排出量が記録され、ガスホルダー１１に送られる。発生ガスの一部は、区分スラッジゾーン４ａ〜４ｂ内でグラニュール汚泥あるいは粒状活性炭に付着し、その見かけ比重を軽減させると共に、グラニュール汚泥あるいは粒状活性炭を同伴してＧＳＳ部５の水面に達する。こうした発生ガスは、気泡を形成して水面気泡部５ｂに一時的に滞留する。水面気泡部５ｂに集合した気泡は、やがて破裂して、発生ガスとグラニュール汚泥あるいは粒状活性炭とが分離され、グラニュール汚泥あるいは粒状活性炭は元の比重を回復して水中に潜り、発生ガスは発生ガス回収配管６から水封槽７を経由して、系外に排出される。有機物が分解して清澄になって水は、リアクター上端から処理水配管９を経由して系外に排出される。
【００１８】
各ＧＳＳ部５の気相部５ａのガス圧は異なるので、その差圧は水封槽７で調整するとよい。被処理液送液側に近い順に水封圧は高く保つ必要がある。ガス回収の圧調整は、水封槽７を使う方法以外にも多くの方法がある。例えば、圧力弁等を使用してもよい。本発明の嫌気性処理方法では、各区分スラッジゾーン毎にそこで発生する発生ガスを回収できるため、リアクター単位断面積当たりの発生ガス量が少なくなる。特に、処理水を流出させる処理水配管９に最も近い所では、リアクターの単位断面積当たりのガス量が小さくなる。そのため、グラニュール汚泥及び粒状活性炭の系外流出量は、非常に少なくすることができる。
被処理水を、ＵＡＳＢの処理水あるいはＧＡＣの処理水による循環液や系外から供給する希釈水等により、必要に応じて適宜希釈を行い、流入水のリアクター２内部での通水速度を調節する。ＧＳＳ部を多段に設置したＵＡＳＢリアクターでは、通水速度を１〜５ｍ／ｈとすることにより、グラニュール汚泥層の流動状態が良好となり、また、ＧＳＳ部を多段に設置したＧＡＣリアクターでは、通水速度を２〜１０ｍ／ｈとすることにより、粒状活性炭充填層の流動状態が良好となる。
【００１９】
原水中の有機物の成分や原水中の易分解性成分と難分解性成分の比率などにより、ＵＡＳＢ及びＧＡＣのＣＯＤ容積負荷が決まり、ＵＡＳＢ及びＧＡＣの容量が決定されるため、ＵＡＳＢとＧＡＣを同一水量で通水し、ＵＡＳＢ及びＧＡＣを適正通水速度で通水することは困難であることが多い。つまり、原水を一過性でＵＡＳＢ及びＧＡＣに通水する場合や、原水とＧＡＣ処理水の循環液をＵＡＳＢ及びＧＡＣに通水する場合、ＵＡＳＢ及びＧＡＣともに適正通水速度で通水することが難しい場合が多い。そのため、ＵＡＳＢ及びＧＡＣのそれぞれを適正通水速度で通水する手段として、ＵＡＳＢ処理水循環液をＵＡＳＢ流入部に、ＧＡＣ処理水をＧＡＣ流入部に各々循環することは有効である。
原水中の難分解性成分が嫌気微生物にとって阻害となる場合は、難分解性成分が分解除去されたＧＡＣ処理水をＵＡＳＢ流入部に循環させることで、ＵＡＳＢ及びＧＡＣに流入する阻害性有機物濃度（阻害性難分解性成分濃度）を嫌気微生物への阻害濃度以下とすることでＵＡＳＢ及びＧＡＣ内部での嫌気微生物への阻害を回避できる。ＧＡＣ処理水をＵＡＳＢ流入部に循環させる場合においても、ＵＡＳＢ処理水循環液をＵＡＳＢ流入部に、ＧＡＣ処理水をＧＡＣ流入部に各々循環する手法は、ＵＡＳＢ及びＧＡＣのそれぞれを適正通水速度で通水する上で有効な手段となる。
【００２０】
阻害性有機物濃度を嫌気微生物への阻害濃度以下にするためのＧＡＣ処理水のＵＡＳＢ流入部への循環水量は、次の方法で調整される。
・  対象とする有機物の阻害性濃度（Ｃ０）を予め、回分試験等で求める。
・  ＵＡＳＢに流入する阻害性有機物濃度を原水（Ｃｉｎ）及びＧＡＣ処理水（Ｃｏｕｔ）について測定し、下記式に基づき、ＵＡＳＢ流入部での阻害性有機物濃度（Ｃ）がＣ０以下の範囲となるように、ＧＡＣ処理水のＵＡＳＢ流入部への循環水量（Ｑｒ）を設定する。阻害性有機物濃度（Ｃ）は、Ｃ０と同等未満が必要であり、実際上はＣ＜１／２Ｃ０にすることが好ましい。
Ｃ＜Ｃ０＝（Ｃｉｎ×Ｑ＋Ｃｏｕｔ×Ｑｒ）／（Ｑ＋Ｑｒ）
Ｑ：原水水量（ｍ３／ｄ）
Ｑｒ：ＧＡＣ処理水のＵＡＳＢ流入部への循環水量（ｍ３／ｄ）
Ｃ，Ｃ０，Ｃｉｎ，Ｃｏｕｔ：阻害性有機物濃度あるいは統括的有機物濃度（ｍｇ／Ｌ）
【００２１】
発泡性の原水の場合には、ＧＳＳ５内の気相部５ａ及び発生ガス回収配管６が閉塞し、発生ガスの回収が困難となる。このような場合、リアクター２流入水に予め消泡剤１０を加えることで、ＧＳＳ５内での発泡を抑えることができる。ＧＳＳ５内に消泡剤を滴下、噴霧する方法に比べ、本手法は密閉空間での消泡に効果的である。消泡剤１０は、原水性状に応じた消泡効果を有し、発酵液の消泡に適した、中温（３０〜３５℃）あるいは高温（５０〜５５℃）において消泡効果を失すことのない消泡剤を使用する。消泡剤の種類としては、シリコーン系消泡剤、アルコール系消泡剤の何れも適用が可能である。
【００２２】
原水性状等の影響により、スカムを形成しやすい場合には、ＧＳＳ５内の気泡部５ｂ表面及び内部にスカムを形成し、発生ガスの回収が困難となる。このような場合には、発生ガス吹き込み配管１３を発生ガス回収配管６あるいは散気管１２に接続し、ガスホルダー１１内の発生ガスをＧＳＳ５内に供給することで、スカムの破壊あるいはスカムの形成防止が可能となる。
発生ガス吹き込み配管１３を発生ガス回収配管６に接続し、下部のＧＳＳ５内のスカムを破壊・除去する場合は、バルブ１４ａを閉じ、下部のＧＳＳ５内全体を気相部５ａとし、下部のＧＳＳ５からスカムを排出する。この排出されたスカムは下部のＧＳＳ５内に止まるため、バルブ１４ｂを閉じ、上部のＧＳＳ５内全体を気相部５ａとし、上部のＧＳＳ５からスカムを排出し、これを処理水と共に流出させる。
【００２３】
また、発生ガス吹き込み配管１３を散気管１２に接続する場合は、散気管１２から吹き込まれる気泡によりスカムが破壊され、破壊されたスカムは、リアクター２内の液の流れと共に処理水として排出される。本手法の場合には、バルブ１４の開閉は問わない。バルブ１４を開けて操作する場合は、散気管１２から吹き込まれた気体は、発生ガス回収配管６より回収される。バルブ１４を閉じて操作する場合は、散気管１２から吹き込まれる気泡によるスカムの破壊効果に加え、前記発生ガス吹き込み配管１３を発生ガス回収配管６に接続した場合のスカム排出効果も期待できる。なお、ＧＳＳ５内部のスカムを破壊・除去するために、ＧＳＳ５内に吹き込む気体は、窒素ガス等の酸素を含まないメタン発酵等の生物処理に影響を与えない気体を適用できるが、嫌気性処理によって発生したガスを使用することが望ましい。ＧＳＳ５内にガスを吹き込む頻度は、廃水の性状にもよるが１日に１回から１週間に１回とすることで、ＧＳＳ５内部のスカムを破壊・除去の効果がある。
【実施例】
【００２４】
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。
実施例１
図３に、実験に用いた上向流式嫌気性処理装置の断面構成図を示す。
実験に用いた装置２は同一構造であり、傾斜する邪魔板３を３個取り付け、装置側壁と邪魔板との角度θを３０度とし、原水１に消泡剤１０を添加した。装置の液相部の容量は１ｍ３である。リアクター内の水温は、３５度になるように制御している。
原水には、テレフタル酸製造廃水（ＣＯＤ：９０００ｍｇ／Ｌ）に無機栄養塩類（窒素、リンなど）を添加し、ｐＨを７に中和したものを用いた。原水の主成分は、難分解性成分のｐ−トルイル酸とテレフタル酸及び易分解性の酢酸、安息香酸である。
【００２５】
図４に、実験に用いた処理フローの概略構成図を示す。
Ａ系列は、ＧＡＣ単独処理であり、ＧＡＣ処理水を循環し、通水速度を５ｍ／ｈに設定した。
Ｂ系列は、ＵＡＳＢ単独処理であり、ＵＡＳＢ処理水を循環し、通水速度を２ｍ／ｈに設定した。
Ｃ系列は、第一の嫌気性処理工程及び第二の嫌気性処理工程にＵＡＳＢ処理を適用した。ＵＡＳＢ（１）の処理水を循環することでＵＡＳＢ（１）の通水速度を２ｍ／ｈに、ＵＡＳＢ（２）の処理水を循環することでＵＡＳＢ（２）の通水速度を２ｍ／ｈに設定した。
Ｄ系列は、第一の嫌気性処理工程にＵＡＳＢ処理を、第二の嫌気性処理工程にＧＡＣ処理を適用した。ＵＡＳＢの処理水を循環することでＵＡＳＢの通水速度を２ｍ／ｈに、ＧＡＣの処理水を循環することでＧＡＣの通水速度を５ｍ／ｈに設定した。Ｄ系列は本発明に基づく系列である。
なお、Ｃ系列ＵＡＳＢ（２）では、所定のＣＯＤ負荷となるようにＵＡＳＢ（２）へのＵＡＳＢ（１）処理水流入量を調整した。同様に、Ｄ系列のＧＡＣでは所定のＣＯＤ負荷となるように、ＧＡＣへのＵＡＳＢ処理水流入量を調整した。
【００２６】
表１、表２に処理成績結果を示す。なお、Ｃ系列のＵＡＳＢ（２）及びＤ系列のＧＡＣのＣＯＤ除去率は、原水ＣＯＤに対する除去率である。
（１）Ａ系列（ＧＡＣ単独）
３００日後では、ＣＯＤ負荷５ｋｇ／ｍ３／ｄでＣＯＤ除去率７８％の処理であったが、４００日後に、ＣＯＤ負荷１０ｋｇ／ｍ３／ｄで処理を行ったところ、ＣＯＤ除去率は６１％に低下した。
（２）Ｂ系列（ＵＡＳＢ単独）
３００日後では、ＣＯＤ負荷５ｋｇ／ｍ３／ｄでＣＯＤ除去率６８％の処理であったが、グラニュール汚泥は、処理開始時の約３分の２に低下した。４００日後では、グラニュール汚泥は処理開始時の約３分の１に低下したため、ＣＯＤ負荷５ｋｇ／ｍ３／ｄで処理を継続したが、ＣＯＤ除去率は３８％に低下した。
【００２７】
（３）Ｃ系列〔ＵＡＳＢ（１）＋ＵＡＳＢ（２）〕
ＵＡＳＢ（１）は、３００日〜４００日後では、ＣＯＤ負荷６０ｋｇ／ｍ３／ｄでＣＯＤ除去率５０％の処理が安定して行えたが、ＵＡＳＢ（２）では、Ｂ系列と同様にグラニュール汚泥量の減少が認められ、ＣＯＤ負荷５ｋｇ／ｍ３／ｄで処理を継続したが、ＣＯＤ除去率は３００日後の７２％から４００日後の６１％に低下した。
（４）Ｄ系列
ＵＡＳＢは、３００日〜４００日後では、ＣＯＤ負荷６０ｋｇ／ｍ３／ｄでＣＯＤ除去率５０％の処理が安定して行えた。ＧＡＣでは、３００日後は、ＣＯＤ負荷１０ｋｇ／ｍ３／ｄでＣＯＤ除去率８０％、４００日後では、ＣＯＤ負荷１５ｋｇ／ｍ３／ｄでＣＯＤ除去率８１％の処理であった。
【００２８】
【表１】
2012239929.tif 000003
【００２９】
【表２】
2012239929.tif 000004
【００３０】
Ｂ系列のＵＡＳＢ及びＣ系列のＵＡＳＢ（２）では、傾斜する邪魔板を３個取り付け、グラニュール汚泥保持効果を高めたにもかかわらず、グラニュール汚泥は減少したため、Ｂ系列及びＣ系列での安定した処理の継続は困難であった。
Ａ系列では、安定した処理の継続は可能であったが、ＣＯＤ負荷５ｋｇ／ｍ３／ｄの低負荷で運転を行う必要がある。
本発明法であるＤ系列は、Ａ〜Ｃ系列に比べ、安定した処理性能の維持が可能であり、高いＣＯＤ除去性能を示し、かつ、省スペースな処理方式であった。
【００３１】
実施例２
図３に、実験に用いた上向流式嫌気性処理装置の断面構成図を示す。
実験に用いた装置２は同一構造であり、傾斜する邪魔板３を３個取り付け、装置側壁と邪魔板との角度θを３０度とし、原水１に消泡剤１０を添加した。装置の液相部の容量は１００Ｌである。リアクター内の水温は、３５度になるように制御している。
原水には、フェノール含有廃水に酢酸を添加した廃水（ＣＯＤ：９０００ｍｇ／Ｌ、フェノール濃度：１２００〜２０００ｍｇ−ＣＯＤ／Ｌ）に無機栄養塩類（窒素、リンなど）を添加し、ｐＨを７に中和したものを用いた。原水の主成分は、難分解性成分のフェノール及び易分解性の酢酸である。難分解性成分であるフェノールは濃度が高い場合には嫌気微生物にとって阻害となる。本廃水の場合、フェノールの濃度阻害の範囲は、ＣＯＤ換算で１０００ｍｇ／Ｌ以上であることを回分試験で確認した。
【００３２】
図５に、実験に用いた処理フローの概略構成図を示す。
Ｅ系列は、第一の嫌気性処理工程にＵＡＳＢ処理を、第二の嫌気性処理工程にＧＡＣ処理を適用した。ＵＡＳＢの処理水を循環することでＵＡＳＢの通水速度を２ｍ／ｈに、ＧＡＣの処理水を循環することでＧＡＣの通水速度を５ｍ／ｈに設定した。
Ｆ系列は、Ｅ系列と同様に、第一の嫌気性処理工程にＵＡＳＢ処理を、第二の嫌気性処理工程にＧＡＣ処理を適用した。Ｆ系列では、ＧＡＣ処理水を第一の嫌気処理工程に循環し、第一処理工程流入フェノール濃度が、５００ｍｇ−ＣＯＤ／Ｌ以下になるようにＧＡＣ処理水循環量を調整した。ＵＡＳＢの処理水を循環することでＵＡＳＢの通水速度を２ｍ／ｈに、ＧＡＣの処理水を循環することでＧＡＣの通水速度を５ｍ／ｈに設定した。
なお、Ｅ系列、Ｆ系列ともに、ＧＡＣでは所定のＣＯＤ負荷となるように、ＧＡＣへのＵＡＳＢ処理水流入量を調整した。
また、Ｅ系列、Ｆ系列とも、ＧＡＣについては、事前にフェノール分解除去処理が十分に行えるように馴致を施した。
【００３３】
表３に処理成績結果を示す。なお、Ｅ系列及びＦ系列のＣＯＤ除去率は、原水ＣＯＤとＧＡＣ処理水ＣＯＤから求めた除去率である。
（１）Ｅ系列
ＵＡＳＢでは、ＣＯＤ負荷を３ｋｇ／ｍ３／ｄ以上とすると、フェノール濃度の阻害の影響で処理が悪化する傾向にあった。そのため、ＣＯＤ負荷を３ｋｇ／ｍ３／ｄで処理を行った。ＧＡＣでは、ＵＡＳＢで未分解であった有機物の流入が多くなるため、ＣＯＤ負荷１ｋｇ／ｍ３／ｄの低負荷で処理を行う必要があった。このとき、ＧＡＣ処理水ＣＯＤ８００ｍｇ／Ｌ、ＧＡＣ処理水フェノール濃度５ｍｇ／Ｌであった。
（２）Ｆ系列
ＧＡＣ処理水の一部を循環液としてＵＡＳＢ流入部に循環した。ＧＡＣ処理水循環量は、原水量の２倍量（２Ｑ）とした。ＧＡＣ処理水をＵＡＳＢ流入部に循環することで、ＵＡＳＢ流入部のフェノール濃度は４０３ｍｇ−ＣＯＤ／Ｌとなり、フェノールの濃度阻害の影響を受けなかった。そのため、ＵＡＳＢでは、ＣＯＤ負荷３０ｋｇ／ｍ３／ｄ、ＧＡＣではＣＯＤ負荷を６ｋｇ／ｍ３／ｄで処理の処理が可能であり、ＧＡＣ処理水ＣＯＤ８００ｍｇ／Ｌ、ＧＡＣ処理水フェノール濃度５ｍｇ／Ｌの処理であった。
【００３４】
Ｅ系列では、ＧＡＣ処理水ＣＯＤ８００ｍｇ／Ｌ、ＧＡＣ処理水フェノール濃度５ｍｇ／Ｌの処理が継続可能であったが、ＵＡＳＢでのＣＯＤ負荷を３ｋｇ／ｍ３／ｄ、ＧＡＣでのＣＯＤ負荷を１ｋｇ／ｍ３／ｄとし、低負荷で処理を行う必要があった。
一方、ＧＡＣ処理水をＵＡＳＢ流入部に循環することで、フェノールの濃度阻害を回避できたＦ系列では、ＵＡＳＢでのＣＯＤ負荷を３０ｋｇ／ｍ３／ｄ、ＧＡＣでのＣＯＤ負荷を６ｋｇ／ｍ３／ｄの高負荷処理が達成できる処理方式であった。
難分解性成分が嫌気微生物にとって濃度阻害を引き起こす場合には、難分解性成分が分解除去されたＧＡＣ処理水をＵＡＳＢ流入部に循環させ、ＵＡＳＢ及びＧＡＣに流入する阻害性有機物濃度（阻害性難分解性成分濃度）を嫌気微生物への阻害濃度以下とすることで、ＵＡＳＢ及びＧＡＣ内部での嫌気微生物への阻害を回避できるＦ系列の処理方式が有効である。
【００３５】
【表３】
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【符号の説明】
【００３６】
１：原液送液管、２：上向流嫌気性処理装置リアクター、３：邪魔板、４ａ〜４ｂ：スラッジゾーン、５：ＧＳＳ部、５ａ：気相部、５ｂ：気泡部、６：発生ガス回収配管、７：水封槽、８：ガスメータ、９：処理水配管、１０：消泡剤、１１：ガスホルダー、１２：散気管、１３：配管、１４ａ、１４ｂ：バルブ、２１：原水、２２：酸発酵槽、２３：上向流嫌気性汚泥床処理装置（ＵＡＳＢ）、２４：上向流嫌気性流動床処理装置（ＧＡＣ）、２５：処理水、２６：ＵＡＳＢ処理水循環配管、２７：ＧＡＣ処理水循環配管
【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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