JP2014008431A

JP2014008431A - 有機性排水の嫌気性消化処理方法及び装置

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Publication number: JP2014008431A
Application number: JP2012145297A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Suzuki; 隆幸鈴木; Shunichi Shiono; 俊一塩野
Original assignee: Swing Corp
Current assignee: Swing Corp
Priority date: 2012-06-28
Filing date: 2012-06-28
Publication date: 2014-01-20
Anticipated expiration: 2032-06-28
Also published as: JP5801769B2

Abstract

【課題】固形分濃度の高い高ＳＳ排水を処理する浮遊型嫌気性消化工程においてｐＨを安定化させることにより、高有機物負荷で効率よく、しかも長期間安定して処理することができる、新たな嫌気性処理方法および装置を提供する。
【解決手段】固形分を含む有機性排水１を、低ＳＳ排水３と高ＳＳ排水１０とに分離する固液分離工程２と、嫌気性菌を固定化させる方式の嫌気性消化法により、前記低ＳＳ排水を嫌気性消化する嫌気性消化工程Ａ４と、嫌気性菌を浮遊させる方式の嫌気性消化法により、前記高ＳＳ排水を嫌気性消化する嫌気性消化工程Ｂ１３と、前記嫌気性消化工程Ａの流出水を、塩類を濃縮可能な膜を用いた膜分離により、透過水と塩類濃縮水とに分離する膜分離工程９と、前記膜分離工程で得られた塩類濃縮水１２の全部又は一部を前記嫌気性消化工程Ｂに供給する塩類濃縮水供給工程と、を備えた有機性排水の嫌気性消化処理方法を提案する。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば発酵排水や食品系産業排水などのように、固形分を多く含む有機性排水を嫌気性消化処理によって処理する、有機性排水の嫌気性消化処理方法及び装置に関する。

有機性排水の処理方法として、好気性生物処理及び嫌気性生物処理が挙げられる。
嫌気性生物処理は、好気性生物処理と比べて、汚泥発生量が少なく、ブロワ−（曝気）などの電気代が不要なためランニングコストを抑えられるばかりか、発生したメタンガスを有効利用できたりするなどのメリットがあるため、近年、下水処理、し尿処理、産業排水処理等の分野などで普及している処理である。

このような嫌気性処理としては、消化槽法などのように、嫌気性菌を浮遊させる方式の浮遊型嫌気性消化法と、ＵＡＳＢ（上向流嫌気性汚泥床）法や嫌気性菌が付着増殖する媒体を充填した方法などのように、嫌気性菌を反応槽内に留めて固定化する方式の固定型嫌気性消化法と、が知られている。

このうちの浮遊型嫌気性消化法は、典型的には、有機性排水を嫌気性消化タンク（「消化槽」と称する）に供給し、消化槽内に気相ガスを吹き込んだり或いは機械により攪拌したりして撹拌を行い、嫌気性状態で有機物の生物分解を行う処理方法である。
一般的には、消化槽内では、炭水化物、タンパク質、脂肪などの高分子有機物が、酸生成菌の働きで、酢酸、プロピオン酸、酪酸などの揮発性有機酸と低級アルコール類とに加水分解され、その過程でｐＨが５〜６にまで低下した（酸性発酵期）後、６．８程度まで上昇し（酸性減退期）、次いで、メタン生成菌の作用で、前記有機酸などの中間生成物がメタン、二酸化炭素、アンモニアなどの最終生成物へ分解され、ｐＨは７．０〜７．４程度となる（アルカリ発酵期）。

このような浮遊型嫌気性消化法は、高濃度のＳＳを含有する有機性排水の処理が可能である一方、ＨＲＴ（水の水理的滞留時間）とＳＲＴ（汚泥の滞留時間）が同一であるため、増殖速度の遅いメタン生成菌の増殖を維持させるために、長い滞留時間を必要とし、消化槽が大型化すると共に、容積あたりの処理効率が悪いという課題を抱えていた。

他方、ＵＡＳＢなどの固定型嫌気性消化法は、被処理水中に多くの固形物が含まれていると、スカムが発生したり、グラニュール汚泥が浮上して流出したり、処理水の水質が悪化するなどの問題が発生するため、高濃度のＳＳを含有する有機性排水の処理には不向きであるが、ＨＲＴに関係なくメタン生成菌濃度を保持できるため、比較的小型の装置で、短い滞留時間で効率良く処理することが可能であるというメリットがある。

このように、浮遊型嫌気性消化法及び固定型嫌気性消化法はそれぞれに一長一短があるため、両者を組み合わせて有機性排水を処理する方法が提案されている。

例えば特許文献１には、有機性の固形分を含む排水を第１の固液分離装置において固液分離して、固形分濃度が高い高ＳＳ排水と、溶解性有機物を含む低ＳＳ排水に分離し、前記高ＳＳ排水は嫌気性消化槽で嫌気性消化し、消化液の一部を第２の固液分離装置で固液分離し、得られた分離汚泥を嫌気性消化槽に返送する一方、前記低ＳＳ排水は高負荷嫌気性処理装置（ＵＡＳＢ）で処理する方法が提案されている。

また、特許文献２には、有機性汚泥を酸発酵処理した後、固液分離し、該固液分離によって得た分離汚泥と分離水を、それぞれ消化槽とＵＡＳＢで処理する方法が提案されている。

特開平７−３９８９７号公報特開２００２−３６１２９３号公報

本発明者は、浮遊型嫌気性消化法と固定型嫌気性消化法とを組み合わせて有機性排水を処理する方法に関して、次のような実験を行った。
図１のフローに従い、供試排水として高濃度有機性排水（原水）１を用い、固液分離装置２で溶解性有機物を含む固形分濃度の低い低ＳＳ排水３と、固形分濃度の高い高ＳＳ排水１０とに分離し、低ＳＳ排水３をＵＡＳＢ（嫌気性消化装置）４で処理し、高ＳＳ排水１０を消化槽（嫌気性消化装置）１３で処理し、ＵＡＳＢ（嫌気性消化装置）４の流出水６を順次、限外ろ過膜装置（ＳＳ除去装置）７、逆浸透膜装置（膜分離装置）９で処理するようにした。

このような処理によって、初期段階では再利用可能な水質を得ることができた。しかし、高ＳＳ排水を処理する消化槽１３において、ｐＨが低下傾向になり、有機物の分解率が低下し、流出水６のＢＯＤ濃度を十分低減することができない場合が認められた。この原因は、消化槽１３で処理する被処理水のＳＳ濃度が高いために、有機物の容積負荷が高くなった結果、有機酸生成速度がメタン転換速度よりも高くなり、反応途中でｐＨが低下したためであると考えられる。

このような問題解決のために、消化槽にｐＨ調整剤を加えることも考えられるが、高ＳＳ排水を処理する消化槽にｐＨ調整剤を加えてｐＨ調整するというのは、コスト及び効率の面から考えて現実的な方法と言えるものでない。

そこで本発明の目的は、固形分濃度の高い高ＳＳ排水を処理する浮遊型嫌気性消化工程において、ｐＨを安定化させることにより、高有機物負荷で効率よく、しかも長期間安定して処理することができる、新たな嫌気性処理方法および装置を提供せんとするものである。

本発明は、固形分を含む有機性排水を、固形分濃度の低い低ＳＳ排水と固形分濃度の高い高ＳＳ排水とに分離する固液分離工程と、嫌気性菌を固定化させる方式の嫌気性消化法により、前記低ＳＳ排水を嫌気性消化する嫌気性消化工程Ａと、嫌気性菌を浮遊させる方式の嫌気性消化法により、前記高ＳＳ排水を嫌気性消化する嫌気性消化工程Ｂと、前記嫌気性消化工程Ａの流出水を、塩類を濃縮可能な膜を用いた膜分離により、透過水と塩類濃縮水とに分離する膜分離工程と、前記膜分離工程で得られた塩類濃縮水の全部又は一部を前記嫌気性消化工程Ｂに供給する塩類濃縮水供給工程と、を備えた有機性排水の嫌気性消化処理方法を提案する。

本発明はまた、固形分を含む有機性排水を、固形分濃度の低い低ＳＳ排水と固形分濃度の高い高ＳＳ排水とに分離する固液分離装置と、前記低ＳＳ排水の供給管が接続され、嫌気性菌を固定化させる方式の嫌気性消化装置Ａと、前記高ＳＳ排水の供給管が接続され、嫌気性菌を浮遊させる方式の嫌気性消化装置Ｂと、前記嫌気性消化装置Ａからの流出水の供給管が接続され、塩類を濃縮可能な膜を備えた膜分離装置と、前記膜分離装置で得られた塩類濃縮水の全部又は一部を前記嫌気性消化装置Ｂに供給する塩類濃縮水供給管と、を備えた有機性排水の嫌気性消化装置を提案する。

本発明が提案する有機性排水の嫌気性消化処理方法及び処理装置によれば、固形分を含む有機性排水を、固液分離工程で低ＳＳ排水と高ＳＳ排水とに分離し、低ＳＳ排水については、嫌気性菌を固定化させる方式の嫌気性消化工程Ａにより、高負荷で大量の水を効率良く処理することができる一方、高ＳＳ排水については、嫌気性菌を浮遊させる方式の嫌気性消化工程Ｂにより確実に処理することができる。
また、前記嫌気性消化工程Ａの流出水を膜分離して得られる塩類濃縮水を当該嫌気性処理工程Ｂに供給することで、当該塩類濃縮水にはアルカリ度を高める成分が含まれているため、高ＳＳ排水を処理する嫌気性消化工程ＢにおけるｐＨを安定化させることができ、嫌気性処理工程Ｂのメタン発酵を促進させることができる。
このように、本発明が提案する有機性排水の嫌気性消化処理方法及び処理装置によれば、固形分濃度の高い有機性排水を、高有機物負荷で効率よく、しかも長期間安定して処理することができる。

本発明の有機性排水の嫌気性消化処理方法及び処理装置の比較例としてのフローを示した図である。本発明の有機性排水の嫌気性消化処理方法及び処理装置の一例としてのフローを示した図である。

次に、本発明を実施するための態様の一例について説明する。

＜本処理方法＞
本実施形態に係る有機性排水の嫌気性消化処理方法（「本処理方法」と称する）は、図２に示すように、固形分を含む有機性排水（原水）１を、固液分離装置２において固形分濃度の低い低ＳＳ排水３と固形分濃度の高い高ＳＳ排水１０とに分離し（「固液分離工程」）、高ＳＳ排水１０を嫌気性消化装置１３に供給する一方、必要に応じて前記低ＳＳ排水３にアルカリ度を増加するための薬剤１６を添加した後、該低ＳＳ排水３を嫌気性消化装置４に供給し、嫌気性消化装置４において、嫌気性菌を固定化させる方式の嫌気性消化法により嫌気性消化し、バイオガス５を回収すると共に消化液としての流出水６を得（「嫌気性消化工程Ａ」）、該流出水６を必要に応じてＳＳ除去装置７に供給し、該ＳＳ除去装置７において流出水６から固形分（ＳＳ）を除去してＳＳ除去水８とＳＳ濃縮水１１を得、ＳＳ除去水８を膜分離装置９に供給し、膜分離装置９においてＳＳ除去水８から透過水１７と塩類濃縮水１２を分離し（「膜分離工程」）、前記膜分離工程で得られたＳＳ濃縮水１１及び塩類濃縮水１２を、塩類濃縮水供給管を通じて嫌気性消化装置１３に供給し（「塩類濃縮水供給工程」）、嫌気性消化装置１３において、ＳＳ濃縮水１１及び塩類濃縮水１２と共に前記高ＳＳ排水１０を、嫌気性菌を浮遊させる方式の嫌気性消化法により嫌気性消化し、バイオガス５を回収すると共に消化液としての流出水１４を得る（「嫌気性消化工程Ｂ」）ことを特徴とする方法である。

＜原水＞
本処理方法の被処理水である、固形分を含む有機性排水（原水）１は、有機固形分乃至無機固形分を含んだ有機性排水である。このような有機性排水としては、例えば発酵排水、食品系産業排水、家畜糞尿のような有機性固形分を高濃度で含むスラリー状の有機性排水を挙げることができる。

有機性排水（原水）１の固形物濃度すなわちＳＳ濃度は、５０００ｍｇ／Ｌより高いことが好ましく、中でも７５００ｍｇ／Ｌ以上、中でも特に１００００ｍｇ／Ｌ以上であるのがさらに好ましい。有機性排水（原水）１のＳＳ濃度が５０００ｍｇ／Ｌより高い場合には、ＵＡＳＢなどのような嫌気性菌を固定化させる方式の嫌気性消化法では処理できないため、本処理方法を適用する効果をより一層享受できるようになる。

＜固液分離工程＞
本工程では、固液分離装置２により、固形分を含む有機性排水（原水）１を固液分離して、固形分濃度の低い低ＳＳ排水３と、固形分濃度の高い高ＳＳ排水１０とに分離する。

ここで、固形分濃度の低い低ＳＳ排水３は、ＳＳ濃度が５０００ｍｇ／Ｌ未満であるのが好ましく、中でも２０００ｍｇ／Ｌ以下、その中でも特に１０００ｍｇ／Ｌ以下であるのがさらに好ましい。

本工程で採用し得る固液分離法としては、例えば沈降分離、清澄ろ過、浮上分離、ろ過分離、膜分離、遠心分離など、公知の固液分離方法を挙げることができる。複数の固液分離方法を組み合わせて実施することもできる。

＜嫌気性消化工程Ａ＞
嫌気性消化工程Ａでは、前記固液分離工程で分離された低ＳＳ排水３を、嫌気性消化装置４において、嫌気性菌を固定化させる方式の嫌気性消化法（「固定化型嫌気性消化法」とも称する）により嫌気性消化し、バイオガス５を回収すると共に、消化液としての流出水６を得る。

嫌気性菌を固定化させる方式の嫌気性消化法とは、嫌気性菌を反応槽内に何等かの方法で留める方式の嫌気性消化法である。例えば、ＵＡＳＢ法などのように、メタン生成菌の自己固定化（自己造粒）現象を利用した方法（「自己造粒型嫌気性菌利用メタン発酵方法」とも称する）や、ハニカム型プラスチック、粒状セラミック、粒状活性炭、粒状ゼオライトなどの微生物付着担体を用いる嫌気性流動層法や嫌気性固定床法（これらをまとめて「付着型嫌気性菌利用メタン発酵方法」とも称する）を挙げることができる。

中でも代表的なＵＡＳＢ法（上向流嫌気性汚泥床法）は、嫌気性微生物の集塊作用を利用して活性の高い菌体をグラニュール（直径２〜３ｍｍの粒状汚泥、糸状性の酢酸資化性メタン生成属細菌が中心となった緻密なフロック）として反応槽に大量に保持する方法で，反応槽の下部から排水（被処理水）を注入して嫌気状態で排水中の有機物を分解させる方法である。
上向流嫌気性汚泥ろ床法（ＵＡＳＢ）は、嫌気性微生物の自己造粒機能を利用して沈降性の優れたグラニュール汚泥を槽内に高濃度で保持できるため、ＣＯＤｃｒ負荷を高めることができる。しかも、通常の嫌気性処理に比べて、比較的低濃度の排水にも適用できるうえ、高速の処理が可能で、且つ曝気を必要としないため、わずかな電力で運転でき、副産物として大量のメタンガスを生成することができる。

嫌気性消化装置Ａは、例えば、メタン発酵槽の内部に気固液分離部（ＧＳＳ）を備え、被水供給管と、汚泥を移送するメタン発酵処理汚泥排出管と、メタン発酵処理水を排出するメタン発酵処理水排出管と、発生ガス排出管が接続されたものが好ましい。

固定化型嫌気性消化法の処理温度は、嫌気性処理菌の種類に適した温度に設定するのが好ましい。よって、中温メタン発酵処理菌の場合であれば、３５〜３８℃が至適温度となるように温度調整するのが好ましく、高温メタン発酵処理菌の場合であれば、５０〜５５℃が至適温度となるように温度調整するのが好ましい。

嫌気性消化工程Ａの被処理水のｐＨが６．１よりも低い場合には、嫌気性消化工程Ａの被処理水である低ＳＳ排水に、アルカリ度を増加する薬剤１６を添加して、被処理水のｐＨを６．５〜７．８に調整するのが好ましい。このようなｐＨ領域を維持することで、遅滞なく反応を促進させることができる。
この際、添加する薬剤１６としては、例えば水酸化ナトリウム、炭酸水素ナトリウムなどのアルカリ剤を挙げることができる。

＜膜分離工程＞
膜分離工程では、前記嫌気性消化工程Ａの流出水６を、膜分離装置９において、塩類を濃縮可能な膜を用いた膜分離により、透過水１７と塩類濃縮水１２とに分離すればよい。
但し、図２に示したように、該流出水６をＳＳ除去装置７において固形分（ＳＳ）を除去しておき、得られたＳＳ除去水８を膜分離装置９において処理するのがより一層好ましい。

膜分離工程で得られる塩類濃縮水１２には、嫌気性消化工程Ａで分解されなかった有機物や無機物が含まれ、その中には、例えば炭酸ナトリウムやアンモニア塩などのように、アルカリ度を高めることができる成分が含まれる。また、上述のように、嫌気性消化工程Ａの被処理水である低ＳＳ排水３に、アルカリ度を増加する薬剤１６を添加した場合には、この薬剤成分も含まれることになる。よって、塩類濃縮水１２は、アルカリ度を高める作用を有する。

塩類を濃縮可能な膜を用いた膜分離としては、逆浸透（ＲＯ）膜を代表例として挙げることができ、他にもＮＦ（ナノ膜）、電気透析などを挙げることができる。
但し、塩類を濃縮可能な膜を用いた膜分離の前段に塩類を濃縮不可能な膜、例えばＵＦ膜などをＳＳ分離用として組み合わせて利用することは可能である。

ＳＳ分を除去した後、膜分離する場合には、凝集沈殿、ＭＦ（精密ろ過膜）、ＵＦ(限外ろ過膜)などでの方法でＳＳ分を除去した後、ＳＳが除去された分離水を、ＲＯ(逆浸透膜)、ＮＦ（ナノ膜）等の塩類分離能力の高い膜を用いて膜分離し、前記分離水に溶解しているアルカリ度分を回収・濃縮するのが好ましい。

他方、固液分離によって脱塩された透過水１７は、処理施設あるいは工場等のプロセス用水として利用可能である。揮発性アルカリ度成分濃度が低い場合は、蒸発法、減圧蒸発濃縮法などアルカリ度成分に対応して公知の濃縮法を採用することができる。

＜塩類濃縮水供給工程＞
塩類濃縮水供給工程では、前記膜分離工程で得られた塩類濃縮水１２乃至ＳＳ濃縮水１１を、塩類濃縮水供給管を通じて嫌気性消化装置１３に供給する。
この際、塩類濃縮水１２乃至ＳＳ濃縮水１１の全部を嫌気性消化装置１３に供給するようにしてもよいし、塩類濃縮水１２乃至ＳＳ濃縮水１１の一部を嫌気性消化装置１３に供給するようにしてもよい。
また、塩類濃縮水１２乃至ＳＳ濃縮水１１を嫌気性消化装置１３に直接供給するようにしてもよいし、塩類濃縮水１２乃至ＳＳ濃縮水１１を前記高ＳＳ排水１０に混合した後、この混合液を嫌気性消化装置１３に供給するようにしてもよい。

＜嫌気性消化工程Ｂ＞
嫌気性消化工程Ｂでは、膜分離工程から供給される塩類濃縮水１２乃至ＳＳ濃縮水１１と共に、高ＳＳ排水１０を、嫌気性消化装置１３において、嫌気性菌を浮遊させる方式の嫌気性消化法により嫌気性消化し、バイオガス５を回収すると共に消化液としての流出水１４を得る。

この際、前記膜分離工程から供給される塩類濃縮水１２乃至ＳＳ濃縮水１１の量を調整することによって、嫌気性消化工程Ｂの反応槽（「嫌気性消化槽」と称する）内の汚泥濃度がＳＳ濃度として４％以下、特に２〜３％程度になるように調整するのが好ましい。
嫌気性消化槽内の汚泥濃度が高いと、十分に攪拌することが難しくなり、消化反応の進行が妨げられる。そのため、嫌気性消化槽内の汚泥濃度がＳＳ濃度として２％〜３％になるようにするのが特に好ましい。例えば高ＳＳ分離水ＳＳのＳＳ分解率が７５％の場合、分離水ＳＳを１０％に調整すると、反応槽ＳＳは２．５％になる。

嫌気性菌を浮遊させる方式の嫌気性消化法（装置）とは、典型的には、消化槽を用いた嫌気性消化法（装置）である。

このうちの浮遊型嫌気性消化法は、典型的には、有機性排水を嫌気性消化タンク（「消化槽」と称する）に供給し、消化槽内に気相ガスを吹き込んだり或いは機械により攪拌したりして撹拌を行い、嫌気性状態で有機物の生物分解を行う方法である。

嫌気性消化装置１３としては、例えばメタン発酵槽である消化槽と汚泥回収槽（例えば沈殿池）からなる構成の装置を例示することができ、汚泥回収槽で回収された余剰汚泥を消化槽に返送する構成であってもよい。

消化槽内では、通常、酸生成菌の働きで、有機物が酢酸やギ酸などの有機酸と低級アルコール類とに加水分解され、ｐＨが５〜６にまで低下した（酸性発酵期）後、ｐＨが６．８程度まで上昇し（酸性減退期）、次いで、メタン生成菌の作用で有機酸などの中間生成物がメタン、二酸化炭素、アンモニアなどの最終生成物へ分解され、ｐＨは７．０〜７．４程度となる（アルカリ発酵期）。
この際、被処理水のＳＳ濃度が高いと、有機物の容積負荷が高くなり、有機酸生成速度がメタン転換速度よりも高くなるため、ｐＨが低下する可能性があるが、本処理方法では、後述するように、嫌気性消化工程Ａの流出水を膜分離して得られる塩類濃縮水を当該嫌気性処理工程Ｂに供給することで、嫌気性消化工程ＢでのｐＨの低下を抑えることができ、有機物の分解率を維持し、流出水のＢＯＤ濃度を十分低減することができる。

浮遊型嫌気性消化法の処理温度は、嫌気性処理菌の種類に適した温度に設定するのが好ましい。よって、中温メタン発酵処理菌の場合であれば、３０〜３５℃が至適温度となるように温度調整するのが好ましく、高温メタン発酵処理菌の場合であれば、５０〜５５℃が至適温度となるように温度調整するのが好ましい。

嫌気性消化工程Ｂの流出水１４すなわち消化液は、例えば好気性生物処理装置１５に供給し、例えば活性汚泥処理法、酸化池法など、生物学的な好気性処理して残留するＢＯＤ及びＣＯＤ等を処理することが可能である。但し、直接液肥として利用することも可能である。
また、嫌気性消化工程Ｂの流出水１４を固液分離して、分離水を前記のように好気性処理するようにしてもよい。このようにすれば、未消化のＳＳ分を固液分離で除去することができるため、好気性処理での汚濁負荷を軽減することができる。
なお、この際に固液分離した固分は、発酵処理して堆肥化すれば農業に利用可能である。
また、嫌気性消化工程Ｂで発生したバイオガス５は、回収して利用することができる。

＜語句の説明＞
本明細書において「Ｘ〜Ｙ」（Ｘ，Ｙは任意の数字）と表現する場合、特にことわらない限り「Ｘ以上Ｙ以下」の意と共に、「好ましくはＸより大きい」或いは「好ましくはＹより小さい」の意も包含する。
また、「Ｘ以上」（Ｘは任意の数字）或いは「Ｙ以下」（Ｙは任意の数字）と表現した場合、「Ｘより大きいことが好ましい」或いは「Ｙ未満であることが好ましい」旨の意図も包含する。

以下、実施例に基づいて本発明を説明する。ただし、本発明がここで説明する実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
本実施例は、図２のフローに従って実施した。

原水には、固形分を含む有機性排水１としてアルコール蒸留廃液（ＣＯＤＣｒ84000ｍｇ／Ｌ、ＢＯＤ42000ｍｇ・／Ｌ）を２倍希釈したものを使用した。
この原水を、遠心分離機（固液分離装置２）で低ＳＳ排水３と高ＳＳ排水１０に分離し、一方の低ＳＳ排水３は、アルカリ度の補給のため炭酸水素ナトリウム（薬剤１６）を添加し溶解させた後、ＵＡＳＢ（嫌気性消化装置４）に導入して固定型嫌気性消化法によるメタン発酵処理を行った。他方の高ＳＳ排水１０は、機械攪拌機が付帯した消化槽（嫌気性消化装置１３）に導入し、浮遊型嫌気性消化法によるメタン発酵処理を行った。

ＵＡＳＢ流出水（流出水６）はＵＦ膜装置（ＳＳ除去装置７）でＵＦ膜濃縮水（ＳＳ濃縮水１１）と分離水（ＳＳ除去水８）に分離した後、該分離水（ＳＳ除去水８）をＲＯ膜装置（膜分離装置９）に導入してＲＯ透過水１７とＲＯ濃縮水（塩類濃縮水１２）に分離した。
ＵＦ膜濃縮水（ＳＳ濃縮水１１）とＲＯ濃縮水（塩類濃縮水１２）は、前記高ＳＳ排水１０と混合して、高ＳＳ排水１０とともに消化槽（嫌気性消化装置１３）に導入し、浮遊型嫌気性消化法によるメタン発酵処理を行った。
メタン発酵槽流出水１４は、好気性生物処理装置１５であるＭＢＲ(メンブランバイオリアクター)で好気処理を行った。

以下、実施装置の仕様を表１に示し、実施条件を表２に示す。
また、実施を開始して５０日を経過したのち、継続して１０日間の測定、分析を行った結果（平均値）として、各水質を表３に示し，各水量を表４に示す。

（実施例２）
本実施例は、図２のフローにおいて、流出水６を、ＳＳ除去装置７を経由せずに直接膜分離装置９に導入して、膜分離装置９でＳＳと塩類が混合した塩類濃縮液１２と透過水１７に分離するようにした（図は省略）。該塩類濃縮水１２は、実施例１と同様に高ＳＳ排水１０とともに嫌気性消化装置１３に導入した（図は省略）。
その結果、膜分離装置９の膜洗浄頻度は増加したが、嫌気性消化装置１３にアルカリ剤を添加せずに実施例１と同様の透過水水質、ＭＢＲ処理水質を得ることができた。

（結果・考察）
実施例のように、ＵＡＳＢから流出したアルカリ度分を濃縮してメタン発酵槽に導入することによって、次のように従来では達成できなかった効果を得ることができた。すなわち、ＵＡＳＢの円滑な反応に利用したアルカリ度分を全量消化槽に導入することができたので、メタン発酵槽で反応が円滑化した。さらに、ＵＡＳＢリアクター流出水量を濃縮したことによって、メタン発酵槽への流入量を減少することができたので、消化槽のＨＲＴ(水理学的滞留時間)を長くすることができるので、さらに安定したメタン発酵が可能になった。

さらに、次のような効果により効率的、かつ安定した排水処理を行うことができることが判明した。すなわち、膜分離工程の濃縮水を消化槽に導入することにより、濃縮水の排出が容易になったことにより、過度の濃縮による膜の閉塞を未然に防止することができ安定した透過流束（フラックス）を保つことができた。
ＵＡＳＢと消化槽の合計流出量を脱塩水透過分削減することができたので、最終的な好気性処理工程の水量負荷を低減することができた。
ＵＡＳＢから流出するメタン菌を補足して、濃縮水とともにメタン発酵槽に導入することにより、消化槽にアルカリ度分のほかメタン菌も補給することができた。
アルカリ度分濃縮分離にＲＯ膜を利用することによって、プロセス用水として利用可能な脱塩水を得ることができた。

１有機性排水（原水）
２固液分離装置
３低ＳＳ排水
４嫌気性消化装置(固定化方式)
５バイオガス
６流出水
７ＳＳ除去装置
８ＳＳ除去水
９膜分離装置
１０高ＳＳ排水
１１ＳＳ濃縮水
１２塩類濃縮水
１３嫌気性消化装置（浮遊方式）
１４流出水
１５好気性生物処理装置
１６薬剤
１７透過水

Claims

固形分を含む有機性排水を、固形分濃度の低い低ＳＳ排水と固形分濃度の高い高ＳＳ排水とに分離する固液分離工程と、嫌気性菌を固定化させる方式の嫌気性消化法により、前記低ＳＳ排水を嫌気性消化する嫌気性消化工程Ａと、嫌気性菌を浮遊させる方式の嫌気性消化法により、前記高ＳＳ排水を嫌気性消化する嫌気性消化工程Ｂと、前記嫌気性消化工程Ａの流出水を、塩類を濃縮可能な膜を用いた膜分離により、透過水と塩類濃縮水とに分離する膜分離工程と、前記膜分離工程で得られた塩類濃縮水の全部又は一部を前記嫌気性消化工程Ｂに供給する塩類濃縮水供給工程と、を備えた有機性排水の嫌気性消化処理方法。
前記膜分離工程において、塩類を濃縮可能な膜として、逆浸透膜を用いることを特徴とする請求項１記載の有機性排水の嫌気性消化処理方法。
前記嫌気性消化工程Ａの被処理水である低ＳＳ排水に、アルカリ度を増加する薬剤を添加することを特徴とする請求項１又は２に記載の有機性排水の嫌気性消化処理方法。
固形分を含む有機性排水を、固形分濃度の低い低ＳＳ排水と固形分濃度の高い高ＳＳ排水とに分離する固液分離装置と、前記低ＳＳ排水の供給管が接続され、嫌気性菌を固定化させる方式の嫌気性消化装置Ａと、前記高ＳＳ排水の供給管が接続され、嫌気性菌を浮遊させる方式の嫌気性消化装置Ｂと、前記嫌気性消化装置Ａからの流出水の供給管が接続され、塩類を濃縮可能な膜を備えた膜分離装置と、前記膜分離装置で得られた塩類濃縮水の全部又は一部を前記嫌気性消化装置Ｂに供給する塩類濃縮水供給管と、を備えた有機性排水の嫌気性消化装置。