(57)【要約】【課題】２段嫌気処理で高い処理効率を得、設置スペースを低減することができる生物処理システムを提供する。【解決手段】直列に配置された１段目の嫌気処理槽２と２段目の嫌気処理槽３に、有機性排水を順次通水して処理する嫌気処理方法において、１段目の嫌気処理槽２が、担体を充填した積極的混合型流動床式嫌気処理槽であり、２段目の嫌気処理槽３が、担体を充填したプラグフロー型の流動床又は固定床式嫌気処理槽であり、１段目の嫌気処理槽２において、ＣＯＤＣｒ２５００ｍｇ／Ｌ以上の有機性排水を嫌気処理して、ＣＯＤＣｒ５００ｍｇ／Ｌ以下の嫌気処理水を得ることを特徴とする嫌気処理方法。【選択図】図１
2017051912.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列に配置された１段目の嫌気処理槽と２段目の嫌気処理槽に、有機性排水を順次通水して処理する嫌気処理方法において、
該１段目の嫌気処理槽が、担体を充填した積極的混合型流動床式嫌気処理槽であり、
該２段目の嫌気処理槽が、担体を充填したプラグフロー型の流動床又は固定床式嫌気処理槽であり、
該１段目の嫌気処理槽において、ＣＯＤＣｒ２５００ｍｇ／Ｌ以上の前記有機性排水を嫌気処理して、ＣＯＤＣｒ５００ｍｇ／Ｌ以下の処理水（以下、「第１嫌気処理水」という。）を得ることを特徴とする嫌気処理方法。
【請求項２】
請求項１において、前記１段目の嫌気処理槽における積極的混合を、該槽内に設けられた回転翼をＧ値２．９ｓｅｃ−１以上で回転させることによる撹拌混合、循環路で連通したエアリフト管を槽内または槽外に設け、循環流速５ｍ／ｈｒ以上で槽内液を循環することによるエアリフト混合、或いは、処理水循環ポンプにより前記第１嫌気処理水の一部を循環比０．５Ｑ以上となるように該１段目の嫌気処理槽の前段に循環することによる返送混合のいずれかにより行うことを特徴とする嫌気処理方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記２段目の嫌気処理槽が、上向流通水であることを特徴とする嫌気処理方法。
【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２段目の嫌気処理槽の槽負荷が、前記１段目の嫌気処理槽の槽負荷と該２段目の嫌気処理槽の槽負荷の合計の２５％以下であることを特徴とする嫌気処理方法。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項において、前記１段目の嫌気処理槽の前段に酸生成槽を設け、該酸生成槽の処理水を該１段目の嫌気処理槽に通水すると共に、前記２段目の嫌気処理槽の処理水を該酸生成槽或いはその上流側に返送することを特徴とする嫌気処理方法。
【請求項６】
直列に設置された１段目の嫌気処理槽及び２段目の嫌気処理槽と、該１段目の嫌気処理槽と該２段目の嫌気処理槽に有機性排水を順次通水する手段とを有する嫌気処理装置において、
該１段目の嫌気処理槽が、担体を充填した積極的混合型流動床式嫌気処理槽であり、
該２段目の嫌気処理槽が、担体を充填したプラグフロー型の流動床又は固定床式嫌気処理槽であり、
該１段目の嫌気処理槽において、ＣＯＤＣｒ２５００ｍｇ／Ｌ以上の前記有機性排水を嫌気処理して、ＣＯＤＣｒ５００ｍｇ／Ｌ以下の処理水（以下、「第１嫌気処理水」という。）を得るものであることを特徴とする嫌気処理装置。
【請求項７】
請求項６において、前記１段目の嫌気処理槽における積極的混合が、該槽内に設けられた回転翼をＧ値２．９ｓｅｃ−１以上で回転させることによる撹拌混合、該槽内または槽外に設けられた循環路で連通したエアリフト管で、槽内液を循環流速５ｍ／ｈｒ以上で循環させることによるエアリフト混合、或いは、処理水循環ポンプにより前記第１嫌気処理水の一部を循環比０．５Ｑ以上となるように該１段目の嫌気処理槽の前段に循環させることによる返送混合のいずれかにより行われることを特徴とする嫌気処理装置。
【請求項８】
請求項６又は７において、前記２段目の嫌気処理槽が、上向流通水であることを特徴とする嫌気処理装置。
【請求項９】
請求項６ないし８のいずれか１項において、前記２段目の嫌気処理槽の槽負荷が、前記嫌気処理槽の槽負荷と該２段目の嫌気処理槽の槽負荷の合計の２５％以下であることを特徴とする嫌気処理装置。
【請求項１０】
請求項６ないし９のいずれか１項において、前記１段目の嫌気処理槽の前段に設けられた酸生成槽と、該酸生成槽の処理水を該１段目の嫌気処理槽に通水する手段と、前記２段目の嫌気処理槽の処理水を該酸生成槽或いはその上流側に返送する手段とを有することを特徴とする嫌気処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積極的混合型流動床式嫌気処理槽とプラグフロー型の流動床又は固定床式嫌気処理槽との２段嫌気処理により、高い槽負荷かつ高い有機物除去率を達成する嫌気処理方法および嫌気処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＵＡＳＢ（上向流スラッジブランケット）法に代表される高槽負荷型リアクターによる嫌気性処理方法は、嫌気性細菌を自己造粒化させ、槽内に高い濃度で保持することで、高い槽負荷を達成することができる。
【０００３】
一般的に、嫌気性微生物は好気性微生物と比較して有機物に対する基質親和性が低いために、槽内の基質濃度が低くなればなるほど、その除去速度が低下する。特にプロピオン酸を水素や酢酸に分解するプロピオン酸分解菌や、水素および酢酸を基質として、メタンを生成するメタン菌は、タンパク質および炭水化物をそれぞれ加水分解および酸発酵する微生物と比較して、その分解速度がとりわけ低いことが知られている。
【０００４】
現在実用的に運用されている嫌気処理装置のメタン発酵槽は、一般的に１槽で構成されている。このような装置で、処理水中に含まれる有機物、すなわち基質をより低い濃度まで除去しようとした場合、除去率の向上に伴ってその分解速度が小さくなる。
【０００５】
一方、高負荷処理では、生成ガスによる嫌気処理槽からの汚泥溢出に対応するため、２段以上に直列に設けた嫌気処理槽で処理することが知られている（特開２０００−２３７７８６号公報）。また、難分解性有機物の分解のために、２段嫌気処理を採用することが知られている（特開２０１２−２３９９２９号公報）。さらに、油脂含有水を油水分離して油脂分離汚泥をメタン発酵した後に流動性非生物担体を用いて嫌気処理する技術も知られている（特開２０１２−２１０５８５号公報）。
【０００６】
また、嫌気処理槽に流動床担体を添加することで、基質が低濃度であっても槽内にメタン菌を安定に保持して嫌気処理することが提案されている（特開２０１２−１１０８２０号公報、国際公開ＷＯ２０１２／０７０４９３号公報）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−２３７７８６号公報
【特許文献２】特開２０１２−２３９９２９号公報
【特許文献３】特開２０１２−２１０５８５号公報
【特許文献４】特開２０１２−１１０８２０号公報
【特許文献５】国際公開ＷＯ２０１２／０７０４９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の嫌気処理では、嫌気処理槽内の菌体濃度を高めたとしても、菌体あたりの有機物の除去速度を大きくすることはできなかった。また、槽内の菌体濃度の向上にも限界があった。
【０００９】
そのため、処理水水質を高めるためには、嫌気処理槽の後段に好気処理槽を設けるのが一般的であり、嫌気処理槽と好気処理槽を含めた生物処理システム全体のスペースの増大、汚泥発生量の増加、およびそれらに対するランニングコストの増加を招いていた。
そして、従来法では、２段嫌気処理を行ってもこのような課題を解決することはできなかった。
【００１０】
本発明は上記課題に鑑み、２段嫌気処理により高い処理効率を得ることができ、設置スペースを低減することができる生物処理システム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】
【００１１】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、担体を充填した積極的混合型流動床式嫌気処理槽と、担体を充填したプラグフロー型の流動床又は固定床式嫌気処理槽とを直列に設け、所定の運転条件で処理することにより、生物処理システム全体で高い槽負荷かつ高い有機物除去率を達成することができることを見出した。
【００１２】
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。
【００１３】
［１］  直列に配置された１段目の嫌気処理槽と２段目の嫌気処理槽に、有機性排水を順次通水して処理する嫌気処理方法において、該１段目の嫌気処理槽が、担体を充填した積極的混合型流動床式嫌気処理槽であり、該２段目の嫌気処理槽が、担体を充填したプラグフロー型の流動床又は固定床式嫌気処理槽であり、該１段目の嫌気処理槽において、ＣＯＤＣｒ２５００ｍｇ／Ｌ以上の前記有機性排水を嫌気処理して、ＣＯＤＣｒ５００ｍｇ／Ｌ以下の処理水（以下、「第１嫌気処理水」という。）を得ることを特徴とする嫌気処理方法。
【００１４】
［２］  ［１］において、前記１段目の嫌気処理槽における積極的混合を、該槽内に設けられた回転翼をＧ値２．９ｓｅｃ−１以上で回転させることによる撹拌混合、循環路で連通したエアリフト管を槽内または槽外に設け、循環流速５ｍ／ｈｒ以上で槽内液を循環することによるエアリフト混合、或いは、処理水循環ポンプにより前記第１嫌気処理水の一部を循環比０．５Ｑ以上となるように該１段目の嫌気処理槽の前段に循環することによる返送混合のいずれかにより行うことを特徴とする嫌気処理方法。
【００１５】
［３］  ［１］又は［２］において、前記２段目の嫌気処理槽が、上向流通水であることを特徴とする嫌気処理方法。
【００１６】
［４］  ［１］ないし［３］のいずれかにおいて、前記２段目の嫌気処理槽の槽負荷が、前記１段目の嫌気処理槽の槽負荷と該２段目の嫌気処理槽の槽負荷の合計の２５％以下であることを特徴とする嫌気処理方法。
【００１７】
［５］  ［１］ないし［４］のいずれかにおいて、前記１段目の嫌気処理槽の前段に酸生成槽を設け、該酸生成槽の処理水を該１段目の嫌気処理槽に通水すると共に、前記２段目の嫌気処理槽の処理水を該酸生成槽或いはその上流側に返送することを特徴とする嫌気処理方法。
【００１８】
［６］  直列に設置された１段目の嫌気処理槽及び２段目の嫌気処理槽と、該１段目の嫌気処理槽と該２段目の嫌気処理槽に有機性排水を順次通水する手段とを有する嫌気処理装置において、該１段目の嫌気処理槽が、担体を充填した積極的混合型流動床式嫌気処理槽であり、該２段目の嫌気処理槽が、担体を充填したプラグフロー型の流動床又は固定床式嫌気処理槽であり、該１段目の嫌気処理槽において、ＣＯＤＣｒ２５００ｍｇ／Ｌ以上の前記有機性排水を嫌気処理して、ＣＯＤＣｒ５００ｍｇ／Ｌ以下の処理水（以下、「第１嫌気処理水」という。）を得るものであることを特徴とする嫌気処理装置。
【００１９】
［７］  ［６］において、前記１段目の嫌気処理槽における積極的混合が、該槽内に設けられた回転翼をＧ値２．９ｓｅｃ−１以上で回転させることによる撹拌混合、該槽内または槽外に設けられた循環路で連通したエアリフト管で、槽内液を循環流速５ｍ／ｈｒ以上で循環させることによるエアリフト混合、或いは、処理水循環ポンプにより前記第１嫌気処理水の一部を循環比０．５Ｑ以上となるように該１段目の嫌気処理槽の前段に循環させることによる返送混合のいずれかにより行われることを特徴とする嫌気処理装置。
【００２０】
［８］  ［６］又は［７］において、前記２段目の嫌気処理槽が、上向流通水であることを特徴とする嫌気処理装置。
【００２１】
［９］  ［６］ないし［８］のいずれかにおいて、前記２段目の嫌気処理槽の槽負荷が、前記嫌気処理槽の槽負荷と該２段目の嫌気処理槽の槽負荷の合計の２５％以下であることを特徴とする嫌気処理装置。
【００２２】
［１０］  ［６］ないし［９］のいずれかにおいて、前記１段目の嫌気処理槽の前段に設けられた酸生成槽と、該酸生成槽の処理水を該１段目の嫌気処理槽に通水する手段と、前記２段目の嫌気処理槽の処理水を該酸生成槽或いはその上流側に返送する手段とを有することを特徴とする嫌気処理装置。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、生物処理システム全体で高い槽負荷かつ高い有機物除去率を達成することができる。
即ち、高負荷処理を行う必要がある１段目の嫌気処理槽を、担体を充填した積極的混合型流動床式嫌気処理槽とすることで、積極的に混合しても担体や汚泥の流出を防止して高負荷処理を行える。
２段目の嫌気処理槽は、１段目の嫌気処理槽よりも低負荷処理となるため、安定処理が難しいが、この２段目の嫌気処理槽を、担体を充填したプラグフロー型の流動床又は固定床式嫌気処理槽とすることにより、低負荷でも安定した処理が可能となる。特に、２段目の嫌気処理槽を上向流通水とすることにより、差圧の上昇を防ぐことができるので、高度な処理が可能となる。
【００２４】
このようなことから、本発明では、嫌気処理を行う生物処理システム全体の負荷を大きく取れるため、槽面積を小さくすることができ、また嫌気処理水の水質が向上することから、後段に好気処理槽を設ける場合であっても、その槽面積を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の嫌気処理装置の実施の形態の一例を示す系統図である。
【図２】本発明の嫌気処理装置の実施の形態の別の例を示す系統図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下に、図面を参考して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
なお、本発明において、循環比を示す「Ｑ」は、嫌気処理水の循環を行う嫌気処理槽に流入する被処理水量（循環された嫌気処理水をのぞく）を示し、従って、例えば、「循環比０．５Ｑ」とは、当該嫌気処理槽に流入する循環嫌気処理水以外の被処理水量に対して０．５倍の水量の嫌気処理水を循環すること、従って、当該嫌気処理槽には、合計で１．５Ｑの水量の水が流入することを意味する。同様に、「循環比２Ｑ」とは、当該嫌気処理槽に流入する循環嫌気処理水以外の被処理水量に対して２倍の水量の嫌気処理水を循環すること、従って、当該嫌気処理槽には、合計で３Ｑの水量の水が流入することを意味する。
【００２７】
図１，２は、本発明の嫌気処理装置の実施の形態の一例を示す系統図であり、図１の嫌気処理装置では、原水（有機性排水）は、ｐＨ調整槽１でｐＨ調整された後、槽内に担体の流動床２Ａが形成された１段目の嫌気処理槽（以下「第１嫌気処理槽」と称す。）２で嫌気処理され、第１嫌気処理槽２からの嫌気処理水（以下、「第１嫌気処理水」と称す。）の一部はｐＨ調整槽１に循環され、残部は槽内に担体の流動床又は固定床３Ａが形成された２段目の嫌気処理槽（以下、「第２嫌気処理槽」と称す。）３に通水されて嫌気処理される。第２嫌気処理槽３からの嫌気処理水（以下、「第２嫌気処理水」と称す。）の一部はｐＨ調整槽１に循環され、残部は好気処理槽４で好気処理され、処理水が系外へ排出される。図１では、第１，第２生物処理水の循環配管は途中で合流している。なお、図示されていないが、各嫌気処理槽２，３の上部にはメタンガスを排出するガス排出配管が設けられている。図２の嫌気処理装置は、ｐＨ調整槽１の前段に酸生成槽５を有し、第１嫌気処理水及び第２嫌気処理水が酸生成槽５に循環される点が図１の嫌気処理装置と異なり、その他は同様の構成とされている。
【００２８】
＜作用機構＞
本発明によれば、１段目の嫌気処理槽を、担体を充填した積極的混合型流動床式嫌気処理槽とすることで、積極的に混合しても担体や汚泥の流出を防止して高負荷処理を行える。
２段目の嫌気処理槽は、１段目の嫌気処理槽よりも低負荷処理となるため、安定処理が難しいが、この２段目の嫌気処理槽を、担体を充填したプラグフロー型の流動床又は固定床式嫌気処理槽とすることにより、低負荷でも安定した処理が可能となる。特に、２段目の嫌気処理槽を上向流通水とすることにより、差圧の上昇を防ぐことができるので、高度な処理が可能となる。
【００２９】
例えば、メタン菌の主な基質である酢酸のメタンへの転換速度がその最大値の半分となる半飽和定数Ｋｓは、水温３５℃のとき、１６４ｍｇ／Ｌである（Lawrence  and  McCarty,1969）。ここで、処理水酢酸濃度を、その基質に対する最大代謝速度となる５００ｍｇ／Ｌ程度とした場合、その利用速度は、処理水酢酸濃度が１６０ｍｇ／Ｌ程度の場合の約２倍となる。
従って、嫌気処理槽を２槽直列に接続し、１段目の嫌気処理槽の嫌気処理水の酢酸濃度を約５００ｍｇ／Ｌとする場合、１段目の嫌気処理槽の嫌気処理水の酢酸濃度を約１６０ｍｇ／Ｌとする場合の２倍の速度で酢酸を処理することが可能となり、１段目の嫌気処理槽の槽負荷を４倍とすることができる。
【００３０】
また、２段目の嫌気処理槽の槽容積を１段目の嫌気処理槽の槽容積よりも大きくした場合、あるいは投入する担体量を増加させた場合、処理水中の酢酸濃度をより低濃度まで（例えば１００ｍｇ／Ｌ以下まで）低減することが可能である。前述の通り、嫌気処理設備の後段には好気処理設備を付属することが一般的であるが、この場合、後段の好気処理槽の容積および汚泥発生量を削減させることができる。
また、処理水中の酢酸濃度を減少させることで、処理水ｐＨが上昇するため、処理水を返送することにより、嫌気処理槽において使用するｐＨ調整のためのアルカリ量を大幅に削減することができる。
【００３１】
＜有機性排水＞
本発明で処理する有機性排水としては、食品工場等の製造廃水、化学工場等の有機性廃水、一般下水等が挙げられるが、何らこれらに限定されるものではない。本発明では、これらの有機性排水のうち、特に第１嫌気処理槽２に流入する水のＣＯＤＣｒが２５００ｍｇ／Ｌ以上、例えば２５００〜１００００ｍｇ／Ｌであるような高濃度有機性排水の処理に有効である。
【００３２】
なお、第１嫌気処理槽２に流入する基質は、単鎖揮発性脂肪酸等、低分子有機化合物であり、タンパク質や炭水化物を含まないことが望ましい。このため、有機性排水にこれらの物質が含まれる場合は、第１嫌気処理槽２の前段に、図２に示すように酸生成槽を設けたり、ＨＲＴを４時間以上とした原水槽を設けたりして、これらを分解しておくことが好ましい。
【００３３】
＜第１嫌気処理槽＞
本発明では、第１嫌気処理槽２として、担体を充填した積極的混合型流動床式嫌気処理槽を用いる。ここで、「積極的混合」とは、槽内に流入した液が、その流入直後に槽内全域に一様に分散、拡散し得るように能動的に混合することをさす。これに対して、後述の第２嫌気処理槽３の「プラグフロー」とは、槽内に流入した液が実質的に一方向の平行流となって流れる状態をさす。
【００３４】
この第１嫌気処理槽２を積極的に混合する方式には特に制限はないが、以下の（１）〜（３）のいずれかを採用することができる。これらは２以上を組み合わせて採用してもよい。
（１）  第１嫌気処理槽２内に設けた回転翼をＧ値２．９ｓｅｃ−１以上、例えば２．９〜５ｓｅｃ−１で回転させることによる撹拌混合
（２）  循環路で連通したエアリフト管を第１嫌気処理槽２内または槽外に設け、槽内の上昇流の平均の線速度が５ｍ／ｈｒ以上、例えば５〜２５ｍ／ｈｒとなるように槽内液を循環することによるエアリフト混合
（３）  処理水循環ポンプにより第１嫌気処理水の一部を循環比０．５Ｑ以上、例えば０．５Ｑ〜５Ｑとなるように第１嫌気処理槽２の前段（例えば、酸生成槽や原水槽、原水槽から酸生成槽への配管）に循環することによる返送混合
【００３５】
第１嫌気処理槽２では、ｐＨ調整剤（アルカリ）の使用量削減のために、第１嫌気処理水の一部をｐＨ調整槽１（図２のように酸生成槽５を設けた場合には、酸生成槽５でもよい）に循環することが好ましく、従って、上記（３）の方法により積極的混合を行うことも好ましい。この場合、図１の通り、第１嫌気処理槽２への被処理水導入口を槽底部に設け、被処理水の上向水流と発生ガスにより槽内を混合することが好ましい。即ち、第１嫌気処理槽２は、高い槽負荷で運転されるため、発生ガス量も多く、このように、高い循環比で上向流通水とすることで、槽内を積極的混合状態とすることができる。
【００３６】
第１嫌気処理槽２に充填する担体としては、大きさが１．０〜５．０ｍｍで、沈降速度が２００〜５００ｍ／ｈの流動性非生物担体が好ましい。
【００３７】
担体の大きさが大き過ぎると嫌気処理槽体積当りの表面積が小さくなり、小さ過ぎると沈降速度が遅くなり嫌気処理水との分離が困難になる。本発明で用いる担体の好ましい大きさは２．５〜４．０ｍｍである。
【００３８】
担体の大きさとは、通常「粒径」と称されるものであり、例えば直方体形状の担体であればその長辺の長さをさし、立方体形状の担体であればその一辺の長さをさし、円柱形状の担体であれば直径又は円柱の高さのうちいずれか大きい方を表わす。これらの形状以外の異形形状の担体の粒径は、担体を２枚の平行な板で挟んだときに、この板の間隔が最も大きくなる部位の板の間隔である。
本発明において、担体の大きさは、その平均値が１．０〜５．０ｍｍ、好ましくは２．５〜４．０ｍｍの範囲であればよく、すべての担体の大きさがこの範囲でなくてもよい。
【００３９】
また、担体の沈降速度が小さすぎると、水流や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。即ち、非生物担体を用いる方法の場合、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、担体の見か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、担体の沈降速度が大きすぎると被処理水との接触効率が悪くなり、十分な処理効率が得られない、或いは担体の堆積層に固形物が蓄積して流路が閉塞するといった弊害が出る。本発明で用いる担体のより好ましい沈降速度は２００〜５００ｍ／ｈｒである。
【００４０】
担体の沈降速度とは、担体を水（水道水等の清水）に浸して沈んだものを取り出し、これを水（水道水等の清水）に入れたメスシリンダーに投入し、単位時間当たりの沈降距離を測定して求められた値である。本発明においては、１０個以上、好ましくは１０〜２０個の担体について測定を行い、その平均値を沈降速度とする。
【００４１】
担体の構成材料には特に制限はないが、以下の（Ｉ）及び／又は（II）の発泡体よりなるものが好ましく、このような樹脂発泡体よりなるものであれば、比重や粒径の調整が容易である点においても好ましい。
（Ｉ）  ポリオレフィン系樹脂を主体とする樹脂成分３０〜９５重量％と、セルロース系粉末の親水化剤５〜７０重量％とを含む発泡体であって、表面がメルトフラクチャー状態を有する発泡体
（II）  ポリオレフィン系樹脂を主体とする樹脂成分３０〜９５重量％と、セルロース系粉末の親水化剤４〜６９重量％と、無機粉末１〜３０重量％とを含む発泡体であって、表面がメルトフラクチャー状態を有する発泡体
【００４２】
メルトフラクチャーは、プラスチック成形時に、成形品の表面に凹凸が生じる現象（平滑な表面を有さない状態）として、一般的に知られている。例えば、プラスチック材料の押出成形において、押出機の内圧が著しく高くなったり、押出速度が著しく大きくなったり、或いは、プラスチック材料の温度が低くなりすぎたりしたとき、成形品の表面に不規則な凹凸が生じたり、表面の光沢を失ったりする現象をいう。
【００４３】
第１嫌気処理槽２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。
【００４４】
担体充填率：２０〜６０％
ＨＲＴ：２〜１２ｈｒ
上昇流速（ＬＶ）：５〜２５ｍ／ｈｒ
槽負荷：１０〜４０ｋｇ−ＣＯＤＣｒ／ｍ３／ｄａｙ
汚泥負荷：１.３〜５ｋｇ−ＣＯＤＣｒ／ｋｇ−ＶＳＳ／ｄａｙ
ｐＨ：６．３〜７．５
温度：２５〜３５℃
【００４５】
なお、第１嫌気処理槽２の槽負荷は、後述の通り、第２嫌気処理槽３の槽負荷と第１嫌気処理槽２の槽負荷との合計に対して、第２嫌気処理槽３の槽負荷が２５％以下、即ち、第１嫌気処理槽２の槽負荷は、第２嫌気処理槽３の槽負荷の３倍以上であることが、装置全体の負荷を高くした上で、高い有機物除去率を達成する上で好ましい。
第１嫌気処理槽２では、ＣＯＤＣｒ２５００ｍｇ／Ｌ以上の有機性排水を嫌気処理して、ＣＯＤＣｒ５００ｍｇ／Ｌ以下、好ましくはＣＯＤＣｒ３００〜５００ｍｇ／Ｌの第１嫌気処理水を得るように条件設定することで、高い槽負荷での処理が可能となる。
【００４６】
＜第２嫌気処理槽＞
本発明では、第２嫌気処理槽３として、担体を充填したプラグフロー型の流動床又は固定床式嫌気処理槽を用いる。第２嫌気処理槽３は、特に上向流通水であることが、差圧上昇の防止の点で好ましい。
【００４７】
流動床式の第２嫌気処理槽３に充填する担体としては、前述の第１嫌気処理槽２に充填する担体と同様のものを用いることができる。固定床式の第２嫌気処理槽３に充填する担体としては、活性炭、樹脂、繊維等を用いることができる。
【００４８】
また、第２嫌気処理槽３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。
【００４９】
担体充填率：２０〜６０％
ＨＲＴ：４〜２４ｈｒ
上昇流速（ＬＶ）：０．５〜５ｍ／ｈｒ
槽負荷：５〜２０ｋｇ−ＣＯＤＣｒ／ｍ３／ｄａｙ
汚泥負荷：０．８〜２．２ｋｇ−ＣＯＤＣｒ／ｋｇ−ＶＳＳ／ｄａｙ
ｐＨ：６．３〜７．５
温度：２５〜３５℃
【００５０】
第２嫌気処理槽３の槽負荷は、第１嫌気処理槽２の槽負荷と第２嫌気処理槽３の槽負荷との合計に対して、２５％以下となるように運転条件を設定することが好ましい。このように、第２嫌気処理槽３を全体の槽負荷に対して小さく設定することにより、担体を充填した積極的混合型流動床式嫌気処理槽よりなり、高負荷処理が可能な第１嫌気処理槽２において、高負荷処理を行った上で、担体を充填したプラグフロー型の流動床又は固定床式嫌気処理槽よりなり、低負荷であっても、有機物の分解除去能に優れた第２嫌気処理槽３の性能を有効に利用して、高負荷、高効率処理を行うことができる。ただし、第２嫌気処理槽３の槽負荷が全体の槽負荷に対して小さ過ぎると、第１嫌気処理槽２が過負荷となり、また、第２嫌気処理槽３における処理性能が低下する傾向があるため、第２嫌気処理槽３の槽負荷は、全体の槽負荷に対して１０％以上、特に１０〜２０％とすることが好ましい。
【００５１】
第２嫌気処理水は、ｐＨ調整剤（アルカリ）の使用量削減のために、その一部をｐＨ調整槽１に循環し、残部を好気処理槽４に導入し、更に好気処理して、処理水を得るようにしてもよい。ここで、ｐＨ調整槽１に循環する第２嫌気処理水の循環比は、ポンプの動力削減の観点から０Ｑ（循環しない）〜０．５Ｑ程度であることが好ましい。
【００５２】
図１では２段嫌気処理を例に説明したが、より高負荷で有機性排水を処理する場合や、有機性排水中にメタン発酵の阻害となる物質が含有されている場合、低温や低ｐＨ又は高ｐＨ等、メタン発酵が阻害を受けやすい条件で処理する場合、あるいは処理水の有機物濃度をより高度に低減させたい場合は、嫌気処理槽をさらに設け、３段以上の多段嫌気処理を行ってもよい。
また、前述の通り、第１嫌気処理槽２に流入する基質は、単鎖揮発性脂肪酸等、低分子有機化合物であり、タンパク質や炭水化物を含まないことが望ましいため、第１嫌気処理槽２の前段（ｐＨ調整槽１の前段）には、図２のように、必要に応じて酸生成槽５を設けてもよい。この場合、第１，第２嫌気処理水は、酸生成槽５又はその前段に循環してもよい。原水に有機酸が含まれる場合、酸生成槽５は必ずしも必要とされない。
【実施例】
【００５３】
以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
なお、以下の実施例および比較例ではいずれも、ＣＯＤＣｒ２５００ｍｇ／Ｌの食品工場廃水の模擬廃水を原水として、流量４８Ｌ／ｄａｙで処理を行った。また、嫌気処理は、いずれも温度３５℃で行った。
【００５４】
［実施例１］
図１に示す装置により、原水をｐＨ調整槽１でｐＨ６．３に調整した後、積極的混合型流動床式嫌気処理槽２および上向流プラグフロー型流動床式嫌気処理槽３に順次通水して嫌気処理した。
第１嫌気処理槽２は、第１嫌気処理水の一部を循環比２ＱでｐＨ調整槽１に循環する返送混合による積極的混合型嫌気処理槽とした。また、第２嫌気処理槽３からの第２嫌気処理水の一部を循環比０．５ＱでｐＨ調整槽１に循環した。
【００５５】
各嫌気処理槽の仕様及び運転条件は以下の通りである。
【００５６】
＜第１嫌気処理槽＞
容量：約４Ｌ（直径５ｃｍ、高さ１００ｃｍ）
担体：直径２ｍｍ、高さ３ｍｍ、沈降速度＝３００ｍ／ｈｒの円柱形状のポリオレフィン樹脂製担体
担体充填率：６０％
ＨＲＴ：２ｈｒ
上昇流速（ＬＶ）：５ｍ／ｈｒ
槽負荷：４０ｋｇ−ＣＯＤＣｒ／ｍ３／ｄａｙ
汚泥負荷：５ｋｇ−ＣＯＤＣｒ／ｋｇ−ＶＳＳ／ｄａｙ
【００５７】
＜第２嫌気処理槽＞
容量：約８Ｌ（直径５ｃｍ、高さ２００ｃｍ）
担体：直径２ｍｍ、高さ３ｍｍ、沈降速度＝３００ｍ／ｈｒの円柱形状のポリオレフィン樹脂製担体
担体充填率：６０％
上昇流速（ＬＶ）：１ｍ／ｈｒ
ＨＲＴ：４ｈｒ
槽負荷：１０ｋｇ−ＣＯＤＣｒ／ｍ３／ｄａｙ
汚泥負荷：１．２ｋｇ−ＣＯＤＣｒ／ｋｇ−ＶＳＳ／ｄａｙ
【００５８】
各嫌気処理槽の運転条件（槽負荷及び循環比）と処理結果を表１に示す。
表１の通り、高い槽負荷で高い処理性能を実現できた。
【００５９】
［比較例１］
実施例１において、第１の嫌気処理槽である積極的混合型流動床式嫌気処理槽を省略し、第２の嫌気処理槽である上向流プラグフロー型流動床式嫌気処理槽（槽容積８Ｌ、担体充填率６０％）のみを用いて１段嫌気処理を行った。
運転条件（槽負荷及び循環比）と処理結果を表１に示す。
表１の通り、十分な処理性能を発揮するためには高い槽負荷を取ることができなかった。
【００６０】
［比較例２］
ＵＡＳＢ型嫌気処理槽（槽容積１２Ｌ）を１槽のみ用い、ｐＨ６．３に調整した原水を１段嫌気処理した。
運転条件（槽負荷及び循環比）と処理結果を表１に示す。
表１の通り、十分な処理性能を発揮するためには高い槽負荷を取ることができなかった。
【００６１】
［比較例３］
ＵＡＳＢ型嫌気処理槽（槽容積６Ｌ）を２段直列に設け、ｐＨ６．３に調整した原水を２段嫌気処理した。
運転条件（槽負荷及び循環比）と処理結果を表１に示す。
表１の通り、十分な処理性能を発揮するためには高い槽負荷を取ることができなかった。
【００６２】
【表１】
2017051912.tif 000003
【符号の説明】
【００６３】
１  ｐＨ調整槽
２  第１嫌気処理槽
３  第２嫌気処理槽
４  好気処理槽
５  酸生成槽
【図１】
2017051912.tif 000004
【図２】
2017051912.tif 000005