JP2001252686A - 有機性排水の嫌気性処理方法 - Google Patents
有機性排水の嫌気性処理方法Info
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Abstract
防止して、有機性排水の嫌気性処理を安定且つ効率的に
行って、高水質の処理水を得る。 【解決手段】 0.025M以上のカリウムイオンと窒
素化合物とを含む有機性排水を嫌気性処理する方法にお
いて、該有機性排水中のカリウムイオンに対するナトリ
ウムイオン量が1/50〜1モル倍となるように該有機
性排水にナトリウムイオン源を添加した後嫌気性処理す
る。
Description
処理方法に係り、特に、カリウムイオンを高濃度に含有
する有機性排水を安定かつ効率的に嫌気性処理する方法
に関する。
性処理法が適用されている。
成菌により排水中の有機物を有機酸に変換する酸発酵工
程と、生成した有機酸を嫌気条件下においてメタン生成
菌によりメタンに分解するメタン発酵工程の2工程から
なる。この嫌気性処理装置には、酸発酵工程とメタン発
酵工程とを別の槽内で行う二相式のものと、これらを単
一の槽で行う一相式のものとがある。
とその後段のメタン発酵槽で構成され、メタン発酵槽の
処理水は場合により一部が酸発酵槽に返送され、残部は
系外へ排出され、更に好気性処理装置などで高度処理が
行われる。
槽内液を抜き出して再びこの嫌気槽に戻す循環ラインが
設けられ、処理水の循環処理が行われる。
理と比較して余剰汚泥の発生が少なく、動力消費量が小
さいなどの利点がある上に、嫌気性処理で発生するバイ
オガスは、メタンを50〜90%程度含むため、ボイラ
などの燃料として有効利用できるという優れた特長を有
する。
生物の担持型式により、UASB、EGSB、流動床、
固定床などの高負荷型のものが処理効率の面から好適で
ある。このうち、UASB法、即ち、上向流嫌気性汚泥
床法(Upflow Anaerobic Sludge Blanket Process)
は、メタン生成菌を、付着担体を用いることなく自己造
粒又は核となる物質に造粒させてなる造粒汚泥(グラニ
ュール)の汚泥床(スラッジブランケット)を形成した
反応槽に、原水を上向流で通水して処理する方法であ
り、また、EGSB法、即ち、嫌気性膨張グラニュール
床法(Expanded Granular Sludge Bed Process)は、同
様にスラッジブランケットを形成した反応槽に高流速で
上向流通水して処理する方法であり、これらはいずれも
反応槽中に15000〜70000mg−VSS/L程
度の高濃度の微生物を保持することが可能であることか
ら、0.4〜1.5kg−CODCr/kg−VSS/
day程度の高いメタン活性を得て高負荷処理にて有機
性排水中の有機物を効率良く分解除去することができる
という利点を有する。
リウムイオン(Na+)などの一価の陽イオンは、これ
が排水中に高濃度で存在すると、嫌気性処理や好気的な
生物処理に対して阻害作用があることが知られている。
特に、嫌気性処理や硝化脱窒素などの微生物に関与する
独立栄養細菌であるメタン生成菌や硝化細菌は、これら
の陽イオンに対して通常の他栄養細菌と比較して敏感で
あることが知られている。また、一般的にK+、Na+
などの阻害濃度領域は0.1〜0.2M以上であり、
0.1M以下では、殆ど影響はないとされている。
者らが、有機性排水の嫌気性処理並びに嫌気性処理後の
好気性処理について種々検討を行った結果、グラニュー
ルを用いるUASBやEGSBなどの高負荷型嫌気性処
理では、K+は従来、阻害が生じるとされている濃度よ
りもかなり低い0.025M程度でも、アンモニウムイ
オン(NH4 +)がK+の1/2モル程度以上共存する
と阻害が発現することを知見した。
K+による微生物阻害を防止して、有機性排水の嫌気性
処理を安定且つ効率的に行って、高水質の処理水を得る
方法を提供することを目的とする。
気性処理方法は、0.025M以上のカリウムと窒素化
合物とを含む有機性排水を嫌気性処理する方法におい
て、該有機性排水中のカリウムイオンに対するナトリウ
ムイオン量が1/50〜1モル倍となるように該有機性
排水にナトリウムイオン源を添加した後、嫌気性処理す
ることを特徴とする。
K+による微生物阻害の問題を解決すべく更に検討を重
ねた結果、K+に対して1/50〜1モル倍のNa+を
共存させることで、K+による微生物阻害を緩和するこ
とができ、嫌気性処理を安定かつ効率的に行うことがで
きること、このNa+による効果は、嫌気性処理のみな
らず、嫌気性処理後のBOD除去のための好気性処理工
程や脱窒素のための硝化脱窒工程にも有効であることを
見出し、本発明を完成させた。
機性排水の嫌気性処理方法の実施の形態を詳細に説明す
る。
法の実施の形態を示す系統図である。
程とを別の槽内で行う二相式の嫌気性処理を行った後、
好気性処理を行う方法であり、原水(有機性排水)は酸
発酵槽1及びメタン発酵槽2で嫌気性処理される。メタ
ン発酵槽2の処理水の一部は酸発酵槽1に循環され、残
部は曝気槽3で好気性処理され、処理水は系外へ排出さ
れる。
泥を用いて攪拌下で行っても良く、攪拌を行わずにSS
の沈殿分離槽を兼ねる槽であっても良い。この酸発酵槽
1の処理条件は次のような条件とするのが好ましい。
等の高負荷型、特にグラニュール汚泥を用いて高負荷処
理が可能なUASB、EGSB槽が好ましく、このメタ
ン発酵槽2の処理条件は次のような条件とするのが好ま
しい。
される。即ち、酸発酵槽1では通常、酸の生成でpHが
低下し、一方、メタン発酵槽2では処理によりpHが上
昇するため、メタン発酵槽2の処理水の一部を酸発酵槽
1に循環することによりpH調整を行うことができる
が、この循環は必ずしも必要とされずメタン発酵槽2の
処理水の全量を曝気槽3に送給しても良い。
ってBODを除去するための槽であり、次のような処理
条件が採用される。
y 本発明においては、このような処理において、嫌気性処
理される原水中のK+の濃度に対してNa+濃度が1/
50〜1モル倍となるようにNa+源を添加する。この
Na+源としては、NaOH、NaCl、Na2CO3
等を用いることができる。
は、原水中に含まれるアンモニア又は嫌気性処理により
有機性窒素(タンパク質)の分解で生じるアンモニアが
K+の1/2モル以上共存する条件下でのメタン発酵阻
害であるため、メタン発酵系内に上記のようなNa+が
存在するようにNa+源が添加されれば良く、その添加
箇所は図1において酸発酵槽1の入口、酸発酵槽
1、メタン発酵槽2入口、メタン発酵槽3のいずれ
であっても良い。
1/50モル倍未満では微生物阻害を十分に防止し得な
い。Na+濃度がK+濃度の等モル倍よりも多いと、N
a+イオンが嫌気性微生物の活性を阻害する恐れがあ
る。
度の1/50〜1モル倍、好ましくは1/25〜1/5
モル倍となるように添加する。
内の微生物阻害を防止して、嫌気性処理により十分に有
機物を分解した嫌気性処理水を好気性処理することによ
り、好気性処理においても高いBOD除去効率を得るこ
とができる。
水の嫌気性処理方法の実施の形態の一例であって本発明
は何ら図示の方法に限定されるものではない。例えば、
酸発酵槽1とメタン発酵槽2との間に脱炭酸槽を設け、
脱炭酸処理を行っても良く、酸発槽1とメタン発酵槽2
との間にpH調整槽を設けても良い。
ず酸発酵とメタン発酵とを同一の槽内で行う一相式であ
っても良い。更に、嫌気性処理水を好気性処理する他、
脱窒(嫌気)と硝化(好気)を組み合わせて窒素除去す
るものであっても良い。
0.025M(975mg/L)以上で、嫌気性処理に
よってアンモニア性窒素に転換される窒素を含んでメタ
ン発酵処理時のNH4 +濃度がK+濃度の1/2モル倍
以上で、Na+濃度がK+濃度に比べて著しく低く、例
えば、0.001M以下であるような有機性排水の処理
に特に有効である。
発明をより具体的に説明する。
g/L、アンモニア濃度0.025Mとし、KOHでp
H7に調整し、更にKClを添加してK濃度0.05M
とした合成排水を用いて以下の実験を行った。
ラスコにVSSとして約1g添加したグラニュール汚泥
と接触させ、恒温水槽内で35℃にて嫌気的に攪拌しな
がら処理し、NaClの添加量を変えてガス発生速度を
調べた。グラニュール汚泥はビール工場の総合排水処理
用UASB槽から採取したものを用い、汚泥濃度はVS
Sとして約50000mg/Lであった。
SSあたりのガス発生速度を求め、酢酸資化性メタン生
成活性を比較した。
添加量(Na濃度)とメタン生成活性は表1に示す通り
であった。
+に対し、モル比で0.02倍以上のNaを添加した場
合には、活性を増大させる効果が認められた。しかし、
NaClの添加量が20mM以上では活性は低下傾向に
あり、添加量が50mMを超えると活性は0.4g−C
ODCr/g−VSS/dayに達しなかった。
た。
lを585mg/L(0.01M)添加し、比較例4,
5では原水にNaClを添加せずに処理した。
70mg/L) PO4−P :50mg/L(KH2PO4として22
0mg/L) KCl :3725mg/L(K+として0.05
M) pH :7.5 各槽の仕様及び処理条件は以下の通りであり、UASB
槽5の処理水は原水量の3倍を酸発酵槽4に循環した。
また、UASB槽5では槽内の上昇流速を0.5m/h
rに維持するために自己循環を行った。
循環法による硝化・脱窒処理を行った。硝化槽7の処理
水は原水量の5倍を脱窒槽6に循環し、沈殿槽8で分離
した汚泥は脱窒槽6へ返送した。返送汚泥量は原水量の
5倍とした。
量金属としてFe2+を10mg/L、Co2+、Ni
2+をそれぞれ0.1mg/L添加した。
たグラニュール汚泥4Lを汚泥濃度がVSSとして50
000mg/Lとなるように充填した。
の1週間での処理水質の平均値を表3に示した。
も原水にNaClを添加した方がNaClを添加しない
場合に比して嫌気、好気とも処理が良好であった。特
に、高負荷での処理を行う場合において、NaClを添
加する場合としない場合との差が顕著であった。
水質は同程度であるにも関わらず好気処理水の水質は実
施例8が比較例4より良好で、NaClの添加が後段の
好気性処理の処理効率を向上させることが示された。
ったK濃度とし、それぞれの濃度でアンモニアを添加し
た場合と添加しない場合とでメタン生成活性の違いを比
較した。実験は、K濃度及びNH4の有無以外は試験1
と同様にし、アンモニアを添加する場合のNH4濃度は
0.025Mとした。
度が高くなるに従ってメタン生成活性は低下する。ま
た、活性の低下は、NH4が共存する場合の方が、NH
4が共存しない場合より著しく、特にK濃度が0.03
モル以上存在する場合、NH4による阻害は顕著となっ
た。
添加濃度を変えてメタン活性の違いを比較した。結果は
表5に示す通りであり、NH4濃度が0.02Mを超え
ると活性が急激に低下した。
の嫌気性処理方法によれは、NH4 +共存下でのK+に
よる微生物阻害を防止して、有機性排水の嫌気性処理を
安定且つ効率的に行って、高水質の処理水を得ることが
できる。
形態を示す系統図である。
置を示す系統図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 0.025M以上のカリウムイオンと窒
素化合物とを含む有機性排水を嫌気性処理する方法にお
いて、 該有機性排水中のカリウムイオンに対するナトリウムイ
オン量が1/50〜1モル倍となるように該有機性排水
にナトリウムイオン源を添加した後、嫌気性処理するこ
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、嫌気性処理水を更に
好気性処理することを特徴とする有機性排水の嫌気性処
理方法。
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