(57)【要約】【課題】本発明は有機性排水の嫌気性処理方法に関する。詳しくは、固形物を含有する有機性排水を、担体を保持する反応槽に通水して該担体に増殖した嫌気性微生物により嫌気性処理する方法において、固形物の堆積を抑制し、安定的な処理を行う嫌気性排水処理方法に関する。【解決手段】本発明では、固形物濃度１０００  ｍｇ／Ｌ以上の有機性排水を、担体を保持する反応槽に通水して嫌気性処理する方法において、該反応槽の中心部近傍と側壁内面近傍で上下逆方向の流動が生じるように撹拌することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流動性の担体を保持する反応槽を有する嫌気性排水処理装置により、固形物濃度１０００ｍｇ／Ｌ以上の有機性排水を嫌気性処理する方法において、
該反応槽の中心部近傍と側壁内面近傍とで上下逆方向の流動が生じるように有機性排水を撹拌することを特徴とする有機性排水の嫌気性処理方法。
【請求項２】
請求項１において、該反応槽の側壁内面上部で、該担体と処理水を分離する有機性排水の嫌気性処理方法。
【請求項３】
請求項１または２において、該有機性排水に含有される固形物を事前に除去処理することなく、該反応槽に通水することを特徴とする有機性排水の嫌気性処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は有機性排水の嫌気性処理方法に関する。詳しくは、固形物を含有する有機性排水を、担体を保持する反応槽に通水して該担体に増殖した嫌気性微生物により嫌気性処理する方法において、該反応槽内の流動性を確保し、固形物の堆積を抑制し、安定的な処理を行う嫌気性排水処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機物を含有する有機性排水の処理方法として、メタンガスの回収および再利用が可能な嫌気処理方法は、広く産業排水の処理方法として用いられている。なかでも沈降性良好なグラニュールと呼ばれる嫌気性微生物の凝集体を形成し、有機性排水を上向流で通水し、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）法は、特に中〜高濃度排水を処理する方法として発展してきた。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さらに高流速で通水し、高負荷で嫌気性処理を行うＥＧＳＢ（Ｅｘｐａｎｄｅｄ  Ｇｒａｎｕｌａｒ  Ｓｌｕｄｇｅ  Ｂｅｄ：膨張粒状汚泥床）法も実用化されている。
【０００３】
また、固定床担体や流動床担体を使用する方法も用いられている。固定床担体は生物膜を保持する支持床を反応槽内部に固定し、その表面に生育する微生物を利用するものであり、流動床担体は比重や大きさを調整した担体を反応槽内部で流動させて、担体に微生物を増殖させて処理を行なうものである。
【０００４】
ＵＡＳＢ法やＥＧＳＢ法などのグラニュールを用いる嫌気性処理は、反応槽内にグラニュールを保持し、増殖させていく必要がある。グラニュールを高濃度に保持することができれば、高負荷運転も可能となるが、排水中に高濃度の固形物が含有されている場合は固形物が堆積し、グラニュールを押し上げ、槽外に流出させてしまうため、処理ができない。
【０００５】
一方、担体を用いる嫌気性処理は、グラニュールを必要としないが、固形物が担体表面に固着することで、菌の保持量低下や、担体が浮上するため安定的な処理ができないという欠点がある。
【０００６】
これらの問題を解決するために、例えば特許文献１には、固形物を含有した排水を沈殿槽で沈殿分離した後、上澄み液をＵＡＳＢ又は固定床式処理装置により嫌気性処理し、分離された固形物は可溶化槽にて可溶化処理され、排水と共に処理する方法が記載されている。しかし、このような方法では排水を嫌気性処理する前に、固形物を分離するための固液分離装置や固形物の可溶化処理を行うための前処理設備が必要となっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０９−００１１７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述のように、高濃度の固形物を含有する有機性排水をＵＡＳＢ法やＥＧＳＢ法などのグラニュールを用いて処理する場合や担体を用いて処理する場合は高濃度の固形物が流入すると処理性が悪化するため、固形物を分離除去するための前処理が必要となり、処理全体の設置面積や設備費用が大きくなるという問題があった。
【０００９】
本発明は、高濃度の固形物を含有する有機性排水を前処理せず、効率的、安定的な嫌気処理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】
【００１０】
本発明では、流動性の担体を保持する反応槽を有する嫌気性排水処理装置により固形物濃度１０００ｍｇ／Ｌ以上の有機性排水を嫌気性処理する方法において。
該反応槽の中心部近傍と側壁内面近傍とで上下逆方向の流動が生じるように有機性排水を撹拌することを特徴とする。
【００１１】
本発明では、該反応槽の側壁内面上部で、該担体と処理水を分離することが好ましい。
【００１２】
本発明では、有機性排水に含有される固形物を事前に除去処理することなく、反応槽に通水することが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。
本発明の嫌気性処理方法では、槽内の有機性排水を上下逆方向の流動（上下流）により撹拌することで、固形物の堆積を防止するとともに、固形物の固着で浮上する担体を槽内で均一に流動させることで、処理に寄与させることができ、かつ流動中に固形物が剥離するため、長時間の連続運転が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る排水処理装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】従来の排水処理装置の例を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明において、処理対象とする有機性排水は、固形物濃度が高く、かつ嫌気性微生物により処理可能な有機物を含むものであればよい。本発明の方法であれば、有機性排水に含有される固形物濃度が１０００ｍｇ／Ｌ以上の場合であっても問題なく処理することができるが、より安定的に処理するためには１０００〜３００００ｍｇ／Ｌが好ましく、１０００〜５０００ｍｇ／Ｌが特に好ましい。
【００１６】
このような排水としては、食品工場等の製造排水、化学工場等の有機性排水、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。
【００１７】
固形物濃度はＪＩＳ Ｋ １０２：２０１３ １４−１に記載の方法に従って測定される。
【００１８】
本発明では担体を保持する反応槽に固形物を含有した有機性排水を通水し、有機性排水を担体と接触させて嫌気性処理を行う。その際、反応槽全体で反応槽の中心部近傍と側壁内面近傍で上下逆方向の流動が生じるように撹拌する。このような流動をさせると、槽内が均一に撹拌することができ、固形物が固着した担体が浮上したままとならず、固形物が堆積しにくくなる。
【００１９】
反応槽内を撹拌する手段としては、反応槽全体で反応槽の中心部近傍と側壁内面近傍で上下逆方向の流動が生じるように撹拌される手段であれば、特に限定はされない。例えば反応槽底部に静翼を備え、反応槽内の液面下方付近に回転翼を備える装置を使用すれば、反応槽の中心部近傍を上向流、壁面近傍を下向流となるように撹拌することができる。より詳細には、反応槽底部の静翼は、直線状の帯状板からなり底部に放射状に固定される。また、反応槽内の液面下方付近の回転翼は、中心が回転軸の下端に固定され、モータ（図示しない）の駆動により回転軸を介して反応槽内の液面下方付近において回転する。
【００２０】
また、反応槽の側壁内面上部には処理水と担体を分離する手段を設けても良い。この場合は上述したＪＩＳ法に規定される固形物と担体の大きさを鑑み、固形物のみ流出するように設計する。
【００２１】
使用する担体としては、特に制限は無いが微生物棲息性に優れた高分子ゲル状担体、特にポリビニルアルコール系ゲル担体が好ましい。担体の平均粒径は１〜１０ｍｍ、特に２〜６ｍｍであることが好ましい。
【００２２】
担体の表面から内部に連通する孔における孔径は、自由にコントロールできるが、微生物のみが担体内部に棲息できるものが好ましく、表面付近の孔径は０．１μｍ以上１００μｍ以下のものが好ましく、０．５μｍ以上５０μｍ以下がさらに好ましい。表面付近の孔径が０．１μｍよりも小さいと微生物が内部に進入できないなどの問題があり、１００μｍよりも大きいと微生物以外の大きな生物が侵入し効率が低下する場合がある。担体中心付近の孔径については特に制限はない。
【００２３】
担体の形状は、限定されるものではなく、立方体、直方体、円柱状、球状、マカロニ状など任意の形状をとることができる。メタン菌との接触効率や流動性の観点から球状が好ましい。
【００２４】
担体の沈降速度は、槽内を強制的に撹拌することから、特に限定されない。
【００２５】
原水の有機物濃度は特に限定されるものではなく、ＣＯＤｃｒ＝５００〜５００００ｍｇ／Ｌなど幅広く適用できる。また、反応槽に流入する際の原液のｐＨに特に限りは無いが、６．５〜７．５程度であることが好ましい。ｐＨ調整方法については、原水のｐＨ調整を行ってから反応槽に通水することが好ましい。ｐＨ調整はｐＨ調整槽を設けて薬注する方法や配管中で行う方法などいずれの方法でもよい。
【００２６】
反応槽の負荷には特に限定はないが、５〜５０ｋｇ−ＣＯＤｃｒ／ｍ３・日と高負荷をかけることも可能である。また、反応槽内の温度は通常のメタン発酵の条件と同様で２０〜４０℃とすることが好ましく、３０〜３８℃とすることがさらに好ましく、３５〜３８℃とすることが最も好ましい。
【００２７】
有機性排水中にタンパク質などの高分子成分が含まれる場合には、担体を充填した反応槽の前段に、高分子成分を低分子有機酸に分解する酸生成槽を設けてもよい。
【００２８】
酸生成槽を設ける場合のｐＨ調整は、酸生成槽の前段で行う、酸生成槽中で行う、または酸生成槽と反応槽の間で行う、のいずれかの方法を選択または組み合わせて行うことが出来る。
【００２９】
また、処理水質の更なる向上のために、嫌気性処理を行う反応槽の後段に好気性処理を行う反応槽を設けてもよい。好気性処理は一般的に用いられている活性汚泥槽法や担体法であればよいが、なんらこれらに限定されない。
【００３０】
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない、
【実施例】
【００３１】
［実施例１］
図１に示す嫌気性排水処理装置を用い、下記に示す条件で食品会社の実排水による嫌気性排水処理を実施した。
【００３２】
反応槽容量：１０Ｌ
槽内温度：３７±２℃
反応槽に充填する担体：ポリビニルアルコール系ゲル担体（平均粒径４ｍｍ）
反応槽担体充填量：４０容量％（槽容積に対する）
排水ＣＯＤｃｒ濃度：２００００ｍｇ／L
排水固形物濃度：２０００〜５０００ｍｇ／Ｌ
【００３３】
担体の浮上及び固形物の蓄積も無く、安定的にＣＯＤｃｒ容積負荷２５ｋｇ／ｍ３・日まで上げることができ、ＣＯＤｃｒ除去率は常に９０％以上を推移した。その後、約３ヶ月間、ＣＯＤｃｒ容積負荷２５ｋｇ／ｍ３・日以上で運転したが、問題なく排水処理することができた。
【００３４】
［比較例１］
図２に示す嫌気性排水処理装置を用い、下記に示す条件で、実施例１と同様の食品会社の実排水による嫌気性排水処理を実施した。
【００３５】
反応槽容量：１０Ｌ
槽内温度：３７±２℃
反応槽に充填する担体：ポリビニルアルコール系ゲル担体（平均粒径４ｍｍ）
反応槽担体充填量：４０容量％（槽容積に対する）
排水ＣＯＤｃｒ濃度：２００００ｍｇ／L
排水固形物濃度：２０００〜５０００ｍｇ／Ｌ
【００３６】
容積負荷を段階的にあげる過程で流出する固形物が少なく、徐々に反応槽底部に固形物が蓄積していき、配管の詰まりや担体の流動性悪化が見られた。また、反応槽全体を十分に撹拌できないため、一部の担体は液面付近に浮上し、一部の担体は反応槽底部に沈降した。
【００３７】
以上の結果から、意図的に反応槽内の中心部近傍と壁面近傍で逆方向の流動が生じるよう制御することで、固形物の蓄積と担体の浮上を抑制することができ、固形物濃度が高い排水でも安定的に処理できることが確認された。
【符号の説明】
【００３８】
１，２    排水処理装置
１０      反応槽
１１      撹拌翼（固定）
１２      撹拌翼
１３      担体分離部
１４      担体
【図１】
2017176958.tif 000003
【図２】
2017176958.tif 000004