PANBIC‑Gシステムの回収ビール処理への適用
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ofPANBIC‑GSystem

Waste

tobeer(環)技術部計画第3課

宮本武
Miy@amotlOf

賢kesh[BiEensakuYoshida

UASAB式嫌気性廃水処理装置,
PANBIC‑Gシステムを回収ビール処理目的に納入した実績について紹介する｡本実績では,従来の2倍以上の高容積負荷である17.4kgBOD/m3dにおいてBOD除去率96めて高い値を確認した｡また,高負荷時においてもグラニュ‑ル汚泥の処理水への流出が少なく,グラニエー
ル汚泥がリアクタ‑内で安定保持されていることを確認した｡

TheThetwice
firmedPANBIC‑G,
systemaUASB

achievedthehighas
evenasatthehighhassystem,rem.oval

嫌気グラ性ニ処エーfordeliveredbeer.
treatment
to a breweryof wasteloadingrateof 96 0/o at volumetricof 17･4kgBOD/mad,Stable retention
is con‑of granulesludge in the reactor

been

ratio

conventlOnalloading
rates,rate･minimizng

theflowof理Anaerobicル

Granule

ま えがき

granuleintotreatedwater.

treatment

す)の4号機となる回収ビール処理‑の適用において,高近年,産業界においては省資源,省エネルギー,廃棄物の低減を重視した企業活動の社会的要請が高まってきており,排水処理分野においても同様な観点から環境を重視した処理システムへの転換が望まれている｡
有機系排水処理システムには,生物学的処理法として活負荷処理の実証例を紹介する｡

1.設備導入背景
近年,ビール業界は,市場に常に新鮮な製品を提僕するために,市場からのビールを早期に回収するなどして,市場品質の向上に努めている｡回収されたビールは,酒税法

性汚泥法に代表される好気性処理法と嫌気性処理法があり,好気性処理法は従来より都市下水から多種の産業排水にわ上の取り扱いに従い工場にて処理されている｡

たり幅広く適用されてきている｡しかし基本的には多大な曝気動力,多大な余剰汚泥の発生を生じ,省エネ,廃棄物り,製造工程排水(全体)がBOD2000mg/1前後,の低減という点では課題があった｡
そういう中で嫌気性処理法は,好気性処理法に比べ高負荷処理(容積当たり5‑10倍以上の処理能力)が可能であり,また曝気動力が不要な上に燃料に利用できるメタンガスの回収ができ,余剰汚泥が少ないという利点から食品業界を中心に実用化されてきている｡当社の嫌気性処理装置においても,固定床設備(当社商標:

PANBIC‑Fシステム)は食品工場に17件,化学工場に9件の計26件の納入実績があり,またUASB設備(当社商標:
PANBIC‑Gシステム)についても9件の納入実績がある｡
本稿では, PANBIC‑Gシステム(以下Gシステムと称∂β%と極回収ビールの含有する有機成分は高濃度かつ溶解性であSS500‑1 000mg/1程度であるのに比べてBOD

IOOOOOmg/1前後,SS数mg/1以下と性状は大きく異なる｡回収ビールは工程排水に比べ生物分解は容易ながら少量で大きな負荷になる｡
従来回収ビールは嫌気性処理設備及び活性汚泥処理設備にて製造工程排水とあわせて処理されていた｡しかし生産量の増加,回収ビールの増加による有機物負荷の増大に対Ill:して将来ともに安定した処理を達成するための設備増強が検討された結果,高濃度,少量の回収ビール専用の嫌気性処理設備が導入されることとなった｡
設備導入にあたっては,パイロットテストの結果をもとに,高負荷処理かつ短期間で立ち上げが可能なGシステムを採用した｡

神鋼パンテツク技報

Vol.

41

No.

1(1997/9)

BiogaslEffluent

(⊃⊂)

千GSS
(:〉

･J0†小一↓ノ●

Sludgeblanket●●Sludgebed

1nfluent

第1図lllFig.

PANBIC‑Gリアク夕一概念図
1

Schemeof

PANBICIG

reactorDistributor

2.設備概要2.

1

PANBIC‑Gシステムの年寺長
嫌気処理とは排水中の有機成分を嫌気性汚泥(微生物)る構造となっており,清澄な処理水を得,かつ汚泥流出を最小限に抑える役目を持ち,リアクタ‑内の高濃度汚泥の保持に役立つ｡したがって,このGSS部の構造はリアクにより無酸素下で消化ガス(メタン,二酸化炭素)に転換し有機物を除去する排水処理法である｡またGシステムは,タ‑全体としての性能を大きく左右し,リアクタ‑の装置上最も重要な部分である｡

PANBIC‑Fシステムとリアク夕‑内の汚泥の保持方法が異なり, Fシステムは充填材に付着させた汚泥を保持する

2.のに対してGシステムは充填材を使用せず,嫌気性汚泥自体の凝集･集塊作用によって形成された粒径1‑2mm程度のグラニュ‑ル汚泥を保持するのが大きな特長である｡

第1表に設計条件,第2表に設備仕様を示す｡

Gシステムの概念図は第1図に示すが,デイストリピューター部(廃水流入部),グラニエール汚泥が保持されているスラッジベット部,汚泥膨脹部としてのブランケット部及び気固液分離を行うGSS部(GasSolidSeparator)の設備仕様

2

写真1にGシステムの全景,第2図に処理フローシート,回収ビールはBODIOOOOOmg/1と非常に高濃度である
為に濃度調整に希釈水を使用し,苛性ソーダによるPH調整設備と冬季のリアクタ‑温度適正化の為にスチーム注入による加温設備を設ける｡
Gリアクタ‑は鋼板製で設計処理能力は1000kgBOD/d(1 200 kg CODcr/d)容積負荷で20kgBOD/m3dを有している｡

3つ部分から構成されている｡

流入される有機成分はリアクタ‑内のグラニエール汚泥

デイストリピューター部は流入水をリアク夕‑底部で均等で分解除去され,嫌気処理水は既設の活性汚泥設備に流入に分散させる構造になっており,流入する廃水をスラッジベット層に均一に行き渡らせ,汚泥の分解能力を十分発揮させしさらに処理される｡活性汚泥設備への排出水質は設計値としてBODIOOOmg/1以下としている｡

るための重要な部分である｡リアク夕‑は主にリアク夕‑内で発生するガスで撹拝されているが,流入水がリアク夕‑

嫌気分解で発生した消化ガスは,脱硫塔で硫化水素が吸着除去され,一旦ガスホルダーに貯留されたのちボイラー底面で均等に分散されないと短絡流が生じ易くなるため,の燃料として使用される｡ボイラーで発生したスチームは工場の熱源として有効利用される｡

流入水が均等分散できるよう設計に注意が必要である｡
スラッジベット部において保持されるグラニエール汚泥

3.運転結果は,一般に食品系廃水ではおよそ粒経1‑2mm程度,MLSS濃度5‑10%と言われている｡しかし,グラニエー

3.

ル汚泥の性状は運転条件(負荷,上昇流速)や環境条件(廃水性状等)によって異なる｡

栄養塩の必要量も好気性処理に比べて少なく好気性処理のBOD:N:P‑100:5:1に対して10‑20%程度1)とも言われている｡GSS部はリアク夕‑内で発生したガス及びブランケッ
ト部上方へ浮上したグラニエール汚子尼を効率的に分離でき
Vol.

41

No.

1(1997/9)

1原水水質
嫌気性処理は分解気質に対する菌体増殖率が低いため,

第3表に各製品の分析結果を示す｡

神鋼パンテツク技報

a,bと,c,dと比較
39

NaOH
SteaI℃

tank
NaOII
pump

DilutionwaterGas
tofeedboiler

1^'

Waste
beer

beer

PANBIC･G

Desulfurizing

reactortower

f%st昌ub=eprt?'s許eRecyclepump

Trea
Coロditionlug

第2固Fig･

処理フローシート2

Schematic

第1表

設計条件

TablelDesigndiagramorthewastewater

treatment

conditions
Influent
Wastebeer

Flowrate(m3/d)

Dilution

40

100000第2表

設備仕様

Table2

Specification

fortheTreatedwater

wastebeer

Dilutionwater

10BOD(mg/1)

5050

20000

<1000plant

Item

Specification

PANBIC‑Greactor

2600mm町×3500mm】JX5800mm8

Sealtank

400≠mmx900mrn‖

Conditioningtank

1000mmwx2600mmLx1500mmll

Wastebeerfeedpump

0.42m3/hXIOmAqXO.4kw

Recyclepump

12m3/hX10mAqXl.5kw

NaOHpump

0.5L/minXIOExO.2kw

Agitator

0.4kw

40

tedwatertank

写真1

PANBIC‑Gシステムの全景

Photo･1

Outside

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viewof PANBIC‑G

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system41

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第3表

各製品分析結果

Table3

Water

quality

Iternofba60｢⊃Beer

盲50(U30dC

亡弓

4.3

3.7

Waste beer
Diludcnwater■■■■■■■■■■■‑=■■■■■■‥一■■t

10

(⊃

4.5

J20apH

◆

40

3.7

51()

1520BODS

90900

80300

84600

83300

T‑N

699

442

157

179

30250perationtime

3540[days]

20｢=】

盲◆◆●◆◆◆●

15bJ:

A

T‑P

202

132

62

68.4

10'て⊃
(て】
(⊃◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆●◆◆◆◆◆◆◆◆●◆●◆◆◆

5⊂〕⊂)
こq

10

〇

20

15Operation

第4表

pANBIC‑Gリアクタ‑処理性能

Table40peratingof PANBIC‑Gperformance

且〔⊃(⊃
Pコ

wastewater

I

Reactor

35.5℃

temperature◆I

10536.0℃

7.2

100

亘
BODload17.4kg/mad

25f30Dremoval

95.6%

Gasproduction

400Nm3/a◆◆◆◆◆◆◆◆80Q)
ゝ.1

1860mg/1167mg/170

【コ(⊃
ロコ

101591.00/o

2030250perati()∩ time

第3図

するとBOD,◆◆●◆◆◆◆●◆◆◆◆◆◆●◆◆◆◆◆◆cC>≡14500mg/1630mg/i｢days]

time

90

6.9kg/m3d⊂)

BODlnfluent
Effluent

Inflnent
Effluent

4 〔)00Operation

ReactorpH

35

40[days+試運転データ

Fig.

3Start‑up

data

operation

CODcrがほぼ同等なのに比べて窒素,リンの濃度がかなり低いため,リン)の添加を実施した｡
3.

◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆

8 000

process40◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆●◆◆◆

35＼蒜 12 000

Manufacturing
Wastbeer30[daysl16000

reactor
中Item

25time'￣⊂】c,bの通水時には栄養塩(窒素,iZ/◆;=2

処理性能
第4表にGリアクタ‑の処理性能,第3図に試運転デー!･:･ヽ･･4'･LLLJ
くJ:コ200◆.

｢コく⊃
ト+タを示す｡ 1)アクター供給原水濃度はCODcr20000mg/1程度に調整する為,希釈水として既設廃水処理設備処理水
設計水量通水において,容積負荷は17.4kgBOD/mad(24kgCODcノm3d)程度にて運転され,処理水CODcrは

Ia100

eT3

◆

◆◆uOを使用し,リアクタ‑内温度は常に35℃程度に調節した｡

24Waste

第4同Fig･beer flow

6rate

810[m8/d]

原水通水量とガス発生量の関係
4940‑1190mg/1,処理水BODは442‑642mg/1と設計条件のBODIOOOmg/1以下の良好な水質が確認された｡またCODcr除去率94‑95%,〜＋･Relationshlp

betweenflowratio

gasandproduction

BOD除去率96%と極めて高3. 3

リアクター内汚う尼

リアクタ‑内におけるグラニエール汚泥の増殖量は,い値が確認された｡
これは文献等2)で報告されている比較的分解されやすい廃液での容積負荷10‑12kgCODc,/mad,成分が複雑な廃0.023kgSS/kg除去CODcrであった｡これは文献等2)で報告されている0.005‑0.03kgSS/kg除去CODcrと一致する液での容積負荷8値であり,分解された有機物は良好にグラニエール汚泥に‑10kgCODcr/m3dと比較しても2倍以上の能力である｡また第4表に示される製造工程排水処理実績と比較しても非常に高い能力である｡
第4図に原水通水量とガス発生量の関係を示す｡ガス発転換されていると判断される｡
除去CODcr当たりのグラニュ‑ル汚泥増殖量(kgSS/kg除去CODcr)

生量は原水通水量とよく相関しており,原液1m3当たり約50Nm3のガスが発生した｡ガス組成はCO220‑30%,
H2S約1000ppm

リアク夕‑内増殖グラニュ‑ル汚泥＋流出グラニエール汚泥(v/v)‑であり,発生ガス中のCH｡の含有

CODcr除去量‑‑‑･(1)率は70‑80%であった｡
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神鋼パンテツク技報

41

第5表

ランニングコストの比較

Table5Comparisonof

operating

cost

Item

PANBIC‑Gprocess

Electoricpower

Activatedsludgeprocess

14円/kWH

40kWH/d560円/d

NaOH(25%)14円/kg210kg/d2920円/d

Steam

3円/kg

640kg/d

1920円/d3円/kg

4300kg/d

coIISumPtlOn

Conversionof
steam

Desulfurizing

500円/kgagent

Dewateredcake
disposal

1,62kg/d260kg‑DS/d13000円/d810円/d50円/kg‑DS38200円/d‑6670円/d

設計水量通水時の処理水へのグラニュ‑ル汚泥の流出量

納入設備の性能に関しては以下の結果を得た｡

は21) PANBIC‑Gリアクタ‑は設計水量で運転した結果,容積負荷17.4kgBOD/m3d程度で運転され,処理水‑3kgSS/d,グラニエール汚泥増殖量は約25kgSS/dであった｡一般的にUASBリアクタ‑は,原水中のSS濃度が高いとリアクタ‑内汚泥の安定保持が困難といわれてBOD

442‑642mg/1と設計条件以下の良好な水質が確認された｡またBOD除去率も96%と極めて高い値が得られた｡これは従来の嫌気性処理の2倍以上の能力いる2)｡本設備では原水SS濃度が低いこともあり,流出グラニエール汚泥量が増殖量の10%程度であり,リアクタ‑内にグラニエール汚泥が安定保持されていることを確認しである｡

た｡
425200円/d‑12900円/dTotal

3.

1800kWH/d2)除去CODcr量あたりのグラニュ‑ル汚泥増殖量は0.023kgSS/kg除去CODcrの値を得,分解された有機ランニングコスト

第5表に本設備と従来の処理方式におけるランニングコ物が良好にグラニエール汚泥に転換されていることをストの比較を示す｡本設備導入により電力費,汚泥処分費確認した｡の減少,発生ガスの熱源の回収によってランニングコスト

3)設計水量通水時の淀出グラニュ‑ル汚泥量は,グラの低減を確認した｡
むす び

ニエール汚泥増殖量の10%程度であり,リアクタ‑内にグラニエール汚泥が安定保持されていることを確認

負荷増大に対応する設備増強の一環として回収ビール専した｡

用の処理にPANBIC‑Gを適用することにより次の成果がPANBIC‑Gシステムは優れた処理性能を有する省エネ得られた｡

ルギー処理設備であることが再確認出来た｡
当社は今後とも顧客ニーズにマッチするより高性能なシ

1)既設処理設備の負荷軽減により安定処理が可能になった｡

ステムを提供し,食品業界をはじめとしてさらに嫌気性処理設備の普及に努める所存である｡

2)省電力,余剰汚泥の削減とともに消化ガスの有効利用によるエネルギー回収が達成できた｡〔参考文献〕

従来法の場合ランニングコスト38200円/dに対しG‑

1)宝月幸彦:用水と廃水:システムー6670円/dと44870円/d低減した｡

Product2) Grontmij

vol.33Manual(1991) p.40‑47

No.4(1994)

連絡先
宮本武

環境装置事業部

吉田健

作

環境装置事業部

技術部計画第3課
TE
FAX
E‑mail42t･

L

技術部計画第3課

078‑232‑8104

TE

078‑232‑8056

FAX

miyamoto@pantec.

co.

jp

E一皿ail kn･

L

078‑232‑8104
078‑232‑8056

yoshida@pantec.

神鋼パンテツク技報

co.

jp

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Lt