JP2015171677A - 水処理方法及び水処理装置 - Google Patents
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Abstract
Description
これによれば、p−トルイル酸の分解により生じた有機化合物を生物学的処理してメタンガス等を介してエネルギーとして回収することができる。
図1は、本発明の第1実施形態に係る水処理装置の概略構成図である。本実施形態の水処理装置100は、微好気処理槽10、メタン発酵部(後段嫌気処理槽)20を備えている。
微好気状態とは、酸素を含むガスの供給下において、溶存酸素量が0以上0.3mg/L以下の状態である。そのため、溶存酸素量(DO)0mgで酸化還元電位(ORP)0mV以下、例えば溶存酸素量0mg/l、ORP−100mVは一般的には嫌気状態であるが、酸素含有ガスを供給していれば微好気状態とする。微好気状態とする方法の一つは、ラインL1を介して供給される水中のp−トルイル酸1gに対して0.7〜1.1gの酸素が水中に溶解されるように、酸素供給手段(例えばブロア10a)を駆動して槽内に酸素を含むガス(例えば空気)を供給することである。
続いて、図2を参照して、本発明の第2実施形態に係る水処理装置200について説明する。本実施形態に係る水処理装置200が、第1実施形態に係る水処理装置100と異なる点は、反応槽24で処理された水を微好気処理槽10に戻すラインL6を備え、一部の水が循環される(第1循環工程)点である。
続いて、図3を参照して、本発明の第3実施形態に係る水処理装置300について説明する。本実施形態に係る水処理装置300が、第1実施形態に係る水処理装置100と異なる点は、微好気処理槽10が、メタン発酵部20の反応槽24の後段に設けられており、メタン発酵部20が前段嫌気処理槽として機能する点である。具体的には、反応槽24で処理された水が、ラインL6を介して微好気処理槽10に供給される。
また、微好気槽、酸生成槽に溶存酸素濃度の検出器(DO計)、酸化還元電位の検出器(ORP計)を取り付けて、酸素供給手段からの酸素供給量、及び/又は、反応槽24から微好気槽や酸生成槽へ戻す水の量を制御してよい。(例えば、図1、図2参照)。
また、反応槽からの処理水の有機物濃度検出器(例えばCOD計)を取り付けて、酸生成槽へ戻す水の量を制御してよい。(例えば、図3参照)
さらに、メタン発酵部は、EGSB(Expanded Granular Sludge Bed)、UASB(Upflow AnaerobicSludge Blanket)、担体や膜分離を用いた嫌気性処理など形式を問わない。また、メタン発酵部が酸生成槽を有さず、反応槽の中で中間代謝物を低級脂肪酸に分解してもよい。
p−トルイル酸を微好気条件で生物学的処理させることにより、p−トルイル酸を水及び二酸化炭素にまで完全分解することなく、中間代謝物に分解できるかどうか確認した。
第2実施形態及び図2に示す水処理装置を用いて、p−トルイル酸含有排水の連続処理試験を実施した。原水は、700mg/Lのp−トルイル酸、300mg/Lのテレフタル酸、300mg/Lの安息香酸、及び、100mg/Lのメタノール含む。11月20日まではラインL6を介した循環を行わず、11月21日からラインL6を介した水の循環を行った。反応槽24からラインL6を介した微好気処理槽10への水の循環量は、ラインL1を介して微好気処理槽10に供給される原水の供給量と同じとした。
第3実施形態及び図3に示す水処理プロセス、すなわち、嫌気処理+微好気処理を行うプロセスと、好気性処理(活性汚泥処理)のみを行うプロセスとの間で、p−トルイル酸を含む排水を処理する場合に必要な槽の容積、及び、曝気量を、以下のパラメータを用いて計算した。
排水量 100m3
COD濃度 4000mg/L
BOD濃度 1500mg/L
p−トルイル酸 600mg/L
温度 20℃
気圧 1気圧
空気中の酸素濃度 21%
酸素溶解効率 20%
(3−a)嫌気処理+後段微好気処理
嫌気処理
COD容積負荷 13kg/(m3・d)
好気処理
p−トルイル酸分解速度 20mg/(L・hr)
p−トルイル酸質量当たり必要酸素量 0.7〜1.1g−O2/g−p−トルイル酸
BOD容積負荷 0.5kg/(m3・d)
MLVSS濃度 5000mg/L
BOD除去率 90%
除去BODの分解に利用される酸素の割合 0.45
汚泥の内生呼吸に利用される酸素の割合 0.15d−1
各プロセスに必要とされる槽の容量、滞留時間、及び、曝気量を表2に示す。
Claims (8)
- p−トルイル酸を含む水を微好気状態において生物学的処理する微好気処理工程を備えた水処理方法。
- 前記微好気処理工程で生物学的処理された水を嫌気状態において生物学的処理する後段嫌気処理工程をさらに備えた、請求項1に記載の水処理方法。
- 前記後段嫌気処理工程で生物学的処理された水の一部を前記微好気処理工程に戻す第1循環工程をさらに備えた、請求項2に記載の水処理方法。
- 前記微好気処理工程で生物学的処理する前に、p−トルイル酸を含む水を嫌気状態において生物学的処理する前段嫌気処理工程をさらに備えた請求項1〜3のいずれか1項に記載の水処理方法。
- 前記微好気処理工程で生物学的処理された水の一部を、前記前段嫌気処理工程に戻す第2循環工程をさらに備えた請求項4に記載の水処理方法。
- p−トルイル酸を含む水を微好気状態において生物学的処理する微好気処理槽を備えた水処理装置。
- 前記微好気処理槽で生物学的処理された水を嫌気状態において生物学的処理する後段嫌気処理槽をさらに備えた、請求項6に記載の水処理装置。
- p−トルイル酸を含む水を嫌気状態において生物学的処理する前段嫌気処理槽をさらに備え、前記微好気処理槽は前記前段嫌気処理槽から供給される水を処理する、請求項6又は7に記載の水処理装置。
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