(57)【要約】【課題】有機性排水を嫌気処理した後、内圧式管状膜で膜分離する有機性排水の処理装置において、嫌気処理槽内での有機性排水分解反応を効率よく行わせることができる有機性排水の処理装置を提供する。【解決手段】有機性排水を嫌気処理する嫌気処理槽１と、嫌気処理槽の処理液を嫌気処理槽外の内圧式管状膜３で固液分離する排水処理装置において、前記嫌気処理槽１に微生物固定化担体４，５が存在することを特徴とする有機性排水の処理装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性排水を嫌気処理する嫌気処理槽と、嫌気処理槽の処理液を嫌気処理槽外の内圧式管状膜で固液分離する排水処理装置において、前記嫌気処理槽に微生物固定化担体が存在することを特徴とする有機性排水の処理装置。
【請求項２】
請求項１において、内圧式管状膜における処理液の表面流速が０．５ｍ／ｓｅｃ以上であることを特徴とする有機性排水の処理装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、有機性排水がイソプロピルアルコールを主成分とすることを特徴とする有機性排水の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機性排水（有機物含有排水）を嫌気的に処理し、この処理液を槽外膜により固液分離する生物処理装置に関するものであり、特に電子部品製造工場排水などの処理に好適な有機性排水の処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子部品製造工場排水などの有機性排水を嫌気処理した後、膜分離する有機性排水の処理装置として、特許文献１に有機性排水をメタン生成菌群により嫌気処理した後、好気処理することなく槽外のＲＯ膜により膜分離処理する方法が記載されている。
【０００３】
このように嫌気処理液中の液分と固形分とを分離する膜を嫌気処理槽外に設ける槽外型とすることにより、膜面流速のコントロールが容易となり、膜面の汚れ防止を図ることができる。特に、内圧式管状膜では、膜面に偏りなく高流速で汚泥やガスを流すことができるため、高いフラックスをとることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１４８７１４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
嫌気処理では粘質物の生成が少なく、フロックの形成力が弱い。膜面の汚れ防止のため、内圧式管状膜で高流速を与えると、その高い剪断力により汚泥フロックが微細化する。
【０００６】
有機物の嫌気分解の過程で生成するプロピオン酸、酪酸やイソプロピルアルコールなどの一部の低分子有機物は、水素・酢酸生成菌（イソプロピルアルコールの場合は水素・アセトン生成菌）で生成した水素が水素資化性メタン菌により速やかに消費され、水素分圧が１０−６〜１０−４ａｔｍに保たれ、両者の共生関係が成り立つことにより、分解が良好に進む。この共生関係が成り立つためには両者が数μｍ以内に存在することが必要であり、大部分の反応は、通常、数十μｍの粒径の汚泥フロック内に固定された菌体同士の間で起こっていると考えられる。汚泥フロックが微細化すると、適切な距離に保たれた菌体量が少なくなり、共生関係が崩れ、処理が進まなくなってしまう。
【０００７】
本発明は、有機性排水を嫌気処理した後、槽外の内圧式管状膜で膜分離する有機性排水の処理装置において、嫌気処理槽内での有機物分解反応を効率よく行わせることができる有機性排水の処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の有機性排水の処理装置は、有機性排水を嫌気処理する嫌気処理槽と、嫌気処理槽の処理液を嫌気処理槽外の内圧式管状膜で固液分離する排水処理装置において、前記嫌気処理槽に微生物固定化担体が存在することを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２の有機性排水の処理装置は、請求項１において、内圧式管状膜における処理液の表面流速が０．５ｍ／ｓｅｃ以上であることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項３の有機性排水の処理装置は、請求項１又は２において、有機性排水がイソプロピルアルコールを主成分とすることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の有機性排水の処理装置では、有機性排水を嫌気処理した後、槽外の内圧式管状膜で膜分離する有機性排水の処理装置において、嫌気処理槽内に微生物固定化担体を存在させる。これにより、有機物の嫌気分解の過程で生成するプロピオン酸、酪酸やイソプロピルアルコールなど、水素を巡る菌体間の共生関係が関与する有機物の分解が担体に付着した菌体により安定して行われる。また、内圧式管状膜により高フラックスで固液分離処理が行われる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態に係る有機性排水の処理装置のフロー図である。
【図２】実施の形態に係る有機性排水の処理装置のフロー図である。
【図３】実験結果を示すグラフである。
【図４】実験結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明についてさらに詳細に説明する。
【００１４】
本発明では、有機性排水を微生物固定化担体を有する嫌気処理槽で嫌気処理し、この嫌気処理水を槽外の内圧式管状膜(内圧型管状膜)で膜分離する。
【００１５】
図１，２は、それぞれかかる本発明の有機性排水の処理装置の一例を示すものであり、原水は嫌気処理槽１に導入され、嫌気処理される。槽内の液は、スクリーン１ｂを経て取り出され、ポンプ２により槽外の内圧式管状膜３に供給されて膜分離される。膜透過水が処理水として取り出され、濃縮水は嫌気処理槽１に返送される。図１では嫌気処理槽１内に微生物固定化担体として流動性担体４が充填されている。図２では、嫌気処理槽１内に固定床式の微生物固定化担体５が設置されている。嫌気処理槽１には撹拌機１ａが設置されている。
【００１６】
嫌気処理槽１で発生したメタンガス等のバイオガスは、ガス取出ライン６を介して抜き出されるが、この実施の形態では、バイオガスの一部を分岐ライン７及びブロワ８を介して内圧式管状膜３に供給される。このように内圧式管状膜３内にバイオガスを流通させることにより膜面が洗浄され、膜濾過効率が向上する。なお、バイオガスの代りに又はバイオガスと共に、窒素などの非酸化性ガスを供給してもよい。
【００１７】
有機性排水としては、電子部品製造工場排水の他、化学工場排水、製薬工場排水、食品・飲料工場排水、下水など、ＴＯＣが１００〜１０，０００ｍｇ／Ｌ特に３００〜３，０００ｍｇ／Ｌ程度のものが好適である。有機性排水の有機物の主成分としては、イソプロピルアルコールが挙げられるが、ジエチレングリコールモノブチルエーテルやテトラメチルアンモニウムヒドロキシドも挙げられる。
【００１８】
嫌気処理槽は、ＣＯＤｃｒ負荷２〜５０ｋｇ／ｍ３・ｄ特に５〜２０ｋｇ／ｍ３・ｄが好ましい。槽内汚泥濃度（内圧式管状膜３に供給される液の汚泥濃度でもある。）は４，０００〜３０，０００ｍｇＳＳ／Ｌ、特に６，０００〜１２，０００ｍｇ／Ｌ程度であることが、膜濾過性が良い点で好ましい。
【００１９】
嫌気処理槽の微生物固定化担体の材質、形状、サイズなどは特に限定されない。流動式担体としては、１〜５０ｍｍ程度の粒状、球状、円柱状、円筒状などの担体が例示され、固定式担体としてはスポンジ状、紐状、ネット状のものが例示されるが、これらに限定されない。担体の存在量は嫌気処理槽容量に対し１０〜７０％、特に２０〜４０％程度が好ましい。
【００２０】
内圧式管状膜は、管状膜の内部に被処理液を流通させ、透過液を管外周面側に透過させて取り出すようにしたものである。内圧式管状膜のモジュール1本の直径は３ｍｍ〜３ｃｍ、孔径は０．０１〜１μｍが好適である。内圧式管状膜に嫌気処理槽の処理液を０．５ｍ／ｓｅｃ以上、例えば０．５〜２ｍｍ／ｓｅｃで通水するのが好ましい。前述の通り、処理液とともに、嫌気処理で生成するメタンを主成分とするガスや窒素ガスなど酸素を含有しないガスを通気することにより、膜濾過性を高めることができる。
【００２１】
このように構成された本発明の有機性排水の処理装置では、有機性排水を嫌気処理した後、槽外の内圧式管状膜３で膜分離する有機性排水の処理装置において、嫌気処理槽１内に微生物固定化担体４又は５を存在させているので、有機物の嫌気分解の過程で生成するプロピオン酸、酪酸やイソプロピルアルコールなど、水素を巡る菌体間の共生関係が関与する有機物の分解が担体に付着した菌体により安定して行われる。
【実施例】
【００２２】
［実施例１］
図１に示すフローに従って、下記水質の原水を下記条件で処理した。
＜原水＞
電子部品製造工場の排水
水量１．５ｍ３／ｄ
ＴＯＣ３００〜７００ｍｇ／Ｌ（平均５００ｍｇ／Ｌ）、Ｔ−Ｎ３０〜７０ｍｇ／Ｌ（平均５０ｍｇ／Ｌ）、Ｔ−Ｐ３．０ｍｇ／Ｌ（その他の無機塩とともに栄養剤として添加）
有機物の組成
イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）２００〜４００ｍｇ／Ｌ
ジエチレングリコールモノブチルエーテル（ＢＤＧ）２００〜４００ｍｇ／Ｌ
テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）２００〜４００ｍｇ／Ｌ
【００２３】
＜嫌気処理槽＞
容量５００Ｌ（水理学的滞留時間８ｈｒ）
水温３５℃
下水汚泥を種汚泥として６ヶ月馴養
槽内ＭＬＳＳ１２，０００ｍｇ／Ｌを維持するように汚泥を引き抜きいた。
【００２４】
ＰＶＡ製スポンジ担体（３０ｍｍ四方）を容量比３０％添加。液流出部に５ｍｍ幅のスクリーンを設置し、槽外に担体が流出しないようにした。また、嫌気処理槽から発生するバイオガスのうち４Ｎｍ３／ｈを内圧式管状膜に供給した。
【００２５】
＜内圧式管状膜＞
Ｎｏｒｉｔのエアリフト型ＵＦ膜モジュール３３ＰＥ（孔径0．０３μｍ、膜面積５．１ｍ２）
内圧式管状膜内の処理液表面流速０．５ｍ／ｓｅｃとなるように４ｍ３/ｈｒで嫌気処理液を通水し、透過水を取り出し、濃縮液を嫌気処理槽に返送した。  
３ｍｉｎ濾過、１０ｓｅｃ逆洗のサイクルで、原水量に見合った処理水を膜の二次側から吸引して引き抜いた。逆洗時は処理水を７．２ｍ３/ｈｒで二次側から通水した。
【００２６】
運転結果を図３、図４に示す。図３は嫌気処理槽のＣＯＤＣｒ負荷（ｋｇ/ｍ３・ｄ）の経時変化を示す。図４はＴＯＣ除去率の経時変化を示す。
【００２７】
［比較例１］
嫌気処理槽に微生物固定化担体を充填しなかったこと以外は実施例１と同様にして同一原水について同一期間運転を行った。結果を図３，４に示す。
【００２８】
図３，４の通り、３ヶ月の間、４〜７．５ｋｇ/ｍ３・ｄで変動したＣＯＤｃｒ負荷に対し、実施例１では除去率９６％以上が安定して維持され、処理水ＴＯＣ３０ｍｇ/Ｌ以下を満足したのに対し、比較例１では６０〜８０％の除去率に留まり、特に負荷が急増したときに処理水質が悪化し、その影響が長く続いた。比較例１の処理水の残留有機物を分析したところ、大部分がＩＰＡ、および、ＢＤＧの分解過程で生成したと見られる酪酸であり、負荷が上昇した際には水素分圧が高まり、それらの分解が阻害されたと考えられる。
【００２９】
以上のように、本発明によって、水素を巡る菌体同士の共生により分解が進む有機成分に対し、分解が安定して進むようになり、内圧式管状膜による高フラックスでの固液分離と処理の安定化を両立させることができる。
【符号の説明】
【００３０】
１  嫌気処理槽
３  内圧式管状膜
４，５  微生物固定化担体
【図１】
2012205990.tif 000003
【図２】
2012205990.tif 000004
【図３】
2012205990.tif 000005
【図４】
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