JP2698310B2 - 廃水の嫌気性処理装置とその運転方法 - Google Patents
廃水の嫌気性処理装置とその運転方法Info
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- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、中濃度有機性廃水の処
理のための廃水の嫌気性処理装置とその運転方法に関す
るものである。
理のための廃水の嫌気性処理装置とその運転方法に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】BOD が5000mg/L以下の中濃度有機性廃水
の処理は、自己造粒型メタン菌を用いたUASB (上向流嫌
気性スラッジブランケット) リアクターや微生物固定化
担体を充填した固定床型リアクターによる嫌気性処理が
主流となっており、その後段で好気処理を行っている。
の処理は、自己造粒型メタン菌を用いたUASB (上向流嫌
気性スラッジブランケット) リアクターや微生物固定化
担体を充填した固定床型リアクターによる嫌気性処理が
主流となっており、その後段で好気処理を行っている。
【０００３】ところがUASBリアクターではメタン菌の顆
粒菌体を形成するのに時間がかかりスタートアップに約
３ヵ月を要すること、処理できる廃水の選択性が強いこ
と、高負荷がかけられない（BOD 負荷10kg/m3 ・日以
下）こと、菌体の流出があり処理が不安定であること、
pH調整用アルカリ薬品のコストが高いこと、気固液分離
設備のコストが高いこと、装置が大型化すること等の問
題があった。また一方の固定床型リアクターの場合に
は、担体コストが高いこと、担体が閉塞するおそれがあ
ること等の問題があった。
粒菌体を形成するのに時間がかかりスタートアップに約
３ヵ月を要すること、処理できる廃水の選択性が強いこ
と、高負荷がかけられない（BOD 負荷10kg/m3 ・日以
下）こと、菌体の流出があり処理が不安定であること、
pH調整用アルカリ薬品のコストが高いこと、気固液分離
設備のコストが高いこと、装置が大型化すること等の問
題があった。また一方の固定床型リアクターの場合に
は、担体コストが高いこと、担体が閉塞するおそれがあ
ること等の問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した従来
の問題点を解決して、短期間にスタートアップでき、菌
体の流出を防いで反応部の菌濃度を高く維持することが
でき、pH調整に必要なアルカリ薬品コストを低減し、気
固液分離を効率的に行うことができ、従来よりも高負荷
の処理が可能な廃水の嫌気性処理装置とその運転方法を
提供するためになされたものである。
の問題点を解決して、短期間にスタートアップでき、菌
体の流出を防いで反応部の菌濃度を高く維持することが
でき、pH調整に必要なアルカリ薬品コストを低減し、気
固液分離を効率的に行うことができ、従来よりも高負荷
の処理が可能な廃水の嫌気性処理装置とその運転方法を
提供するためになされたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになされた本発明の廃水の嫌気性処理装置は、 メタ
ン発酵槽を、反応部と脱気部と分離部と安定部の順に区
画して配置し、原水を反応部に供給する原水供給手段と
処理水を安定部から排出する処理水排出手段を設け、反
応部と脱気部と分離部とを外気から遮断された構造とし
てその上部に発生ガスを回収するガス回収手段を設け、
分離部から回収された浮上汚泥を反応部と脱気部の液面
に散布する浮上汚泥散布手段を設け、また分離部の底か
ら回収した沈降汚泥を前記反応部に返送する沈降汚泥返
送手段と沈降汚泥を排出する沈降汚泥排出手段とを設け
たことを特徴とするものである。また本発明の廃水の嫌
気性処理装置の運転方法は、上記した廃水の嫌気性処理
装置のメタン発酵槽の反応部に供給した原水を、分離部
で回収された浮上汚泥と沈降汚泥とともに嫌気性処理す
ることにより生成したガスの気泡を抱えて浮上してくる
懸濁粒子に、分離部で回収された浮上汚泥を散布して脱
気したのち分離部に送入し、分離部において浮上汚泥と
沈降汚泥を回収したのち安定部に送入し、更に固液分離
して清澄な処理液とすることを特徴とするものである。
また本発明の廃水の嫌気性処理装置の他の運転方法は、
外気から遮断された構造とした反応部と脱気部と分離部
とを加圧し、大気開放系とした安定部における圧力低下
を利用し、pHを上昇させてカルシウムやマグネシウム等
の金属塩を結晶化させ、回収した結晶化物を含む沈降汚
泥とpH上昇した処理水の一部を反応部に返送することを
特徴とするものである。
めになされた本発明の廃水の嫌気性処理装置は、 メタ
ン発酵槽を、反応部と脱気部と分離部と安定部の順に区
画して配置し、原水を反応部に供給する原水供給手段と
処理水を安定部から排出する処理水排出手段を設け、反
応部と脱気部と分離部とを外気から遮断された構造とし
てその上部に発生ガスを回収するガス回収手段を設け、
分離部から回収された浮上汚泥を反応部と脱気部の液面
に散布する浮上汚泥散布手段を設け、また分離部の底か
ら回収した沈降汚泥を前記反応部に返送する沈降汚泥返
送手段と沈降汚泥を排出する沈降汚泥排出手段とを設け
たことを特徴とするものである。また本発明の廃水の嫌
気性処理装置の運転方法は、上記した廃水の嫌気性処理
装置のメタン発酵槽の反応部に供給した原水を、分離部
で回収された浮上汚泥と沈降汚泥とともに嫌気性処理す
ることにより生成したガスの気泡を抱えて浮上してくる
懸濁粒子に、分離部で回収された浮上汚泥を散布して脱
気したのち分離部に送入し、分離部において浮上汚泥と
沈降汚泥を回収したのち安定部に送入し、更に固液分離
して清澄な処理液とすることを特徴とするものである。
また本発明の廃水の嫌気性処理装置の他の運転方法は、
外気から遮断された構造とした反応部と脱気部と分離部
とを加圧し、大気開放系とした安定部における圧力低下
を利用し、pHを上昇させてカルシウムやマグネシウム等
の金属塩を結晶化させ、回収した結晶化物を含む沈降汚
泥とpH上昇した処理水の一部を反応部に返送することを
特徴とするものである。
【０００６】
【作用】本発明の嫌気性処理装置により中濃度有機性廃
水の処理を行うには、まず原水を原水供給手段により反
応部に導入し、分離部で回収された浮上汚泥と沈降汚泥
とともにメタン発酵を行わせる。このとき反応部液中の
懸濁粒子であるところの菌体にメタンガスの気泡が付着
して浮上するが、この懸濁粒子は次に整流板で仕切られ
た脱気部においてガスと分離され、分離部で沈殿する。
そしてこの部分で浮上した浮上汚泥は浮上汚泥散布手段
によって分離部から回収され、反応部と脱気部の液面に
散布されるので、その衝撃によって上記した懸濁粒子か
らのガス分離が一段と促進される。このようにしてガス
と分離された懸濁粒子は分離部で沈降し、上澄水は処理
液として後工程に送られる。また沈殿した沈降汚泥は沈
降汚泥返送手段によって反応部に返送されるので、菌体
の流出が防止され菌体濃度を高く維持できる。
水の処理を行うには、まず原水を原水供給手段により反
応部に導入し、分離部で回収された浮上汚泥と沈降汚泥
とともにメタン発酵を行わせる。このとき反応部液中の
懸濁粒子であるところの菌体にメタンガスの気泡が付着
して浮上するが、この懸濁粒子は次に整流板で仕切られ
た脱気部においてガスと分離され、分離部で沈殿する。
そしてこの部分で浮上した浮上汚泥は浮上汚泥散布手段
によって分離部から回収され、反応部と脱気部の液面に
散布されるので、その衝撃によって上記した懸濁粒子か
らのガス分離が一段と促進される。このようにしてガス
と分離された懸濁粒子は分離部で沈降し、上澄水は処理
液として後工程に送られる。また沈殿した沈降汚泥は沈
降汚泥返送手段によって反応部に返送されるので、菌体
の流出が防止され菌体濃度を高く維持できる。
【０００７】しかも、外気から遮断された構造とした反
応部〜分離部を加圧しておけば、大気開放系とした安定
部において圧力が低下し、液中に溶解していた炭酸ガス
が放出されるのでpHが上昇する。その結果、カルシウム
やマグネシウム等の金属塩の結晶化が起こるので、これ
らの結晶化物を沈降汚泥返送手段によって反応部に返送
すれば、菌体が自己造粒するときの核として作用し、メ
タン菌の造粒作用を促進する。このために本発明の廃水
の嫌気性処理装置は、そのスタートアップ期間を従来よ
りも大幅に短縮することが可能となる。更に、pH上昇し
た処理水の一部を処理水返送手段により反応部に返送す
ることにより、メタン発酵過程で生成する揮発性有機酸
の蓄積による反応部のpH低下を抑えてpH調整用アルカリ
薬品の消費量を低減することができる。
応部〜分離部を加圧しておけば、大気開放系とした安定
部において圧力が低下し、液中に溶解していた炭酸ガス
が放出されるのでpHが上昇する。その結果、カルシウム
やマグネシウム等の金属塩の結晶化が起こるので、これ
らの結晶化物を沈降汚泥返送手段によって反応部に返送
すれば、菌体が自己造粒するときの核として作用し、メ
タン菌の造粒作用を促進する。このために本発明の廃水
の嫌気性処理装置は、そのスタートアップ期間を従来よ
りも大幅に短縮することが可能となる。更に、pH上昇し
た処理水の一部を処理水返送手段により反応部に返送す
ることにより、メタン発酵過程で生成する揮発性有機酸
の蓄積による反応部のpH低下を抑えてpH調整用アルカリ
薬品の消費量を低減することができる。
【０００８】
【実施例】以下に本発明を図示の実施例によって更に詳
細に説明する。図１は第１の実施例を示すもので、１は
メタン発酵槽であり、その内部は第１の仕切り板２によ
って、容積比で60％の反応部３と、容積比で40％の気固
液分離部４とに区画されている。気固液分離部４は、脱
気部６と分離部７と安定部10とからなるものである。こ
の第１の仕切り板２は槽底から水深の90％の高さまで延
びている。またこの気固液分離部４は第２の仕切り板５
によって脱気部６と分離部７とに区画され、その下方を
分離部７の底部と連通した沈降部８とするとともに、第
３の仕切り板９によって安定部10を形成している。第２
の仕切り板５は水深の約10％水面上に延び、水深の約30
％水面下に延びている。なお、第３の仕切り板９の下端
に近接させてバッフル板11が設けられており、上澄水の
みを安定部10に流入させるように構成されている。また
反応部３と脱気部６と分離部７には屋根が設けられて外
気から遮断された構造とし、その上部に発生ガスを回収
するためのガス回収手段20が設けられているが、安定部
10は大気開放系とされている。
細に説明する。図１は第１の実施例を示すもので、１は
メタン発酵槽であり、その内部は第１の仕切り板２によ
って、容積比で60％の反応部３と、容積比で40％の気固
液分離部４とに区画されている。気固液分離部４は、脱
気部６と分離部７と安定部10とからなるものである。こ
の第１の仕切り板２は槽底から水深の90％の高さまで延
びている。またこの気固液分離部４は第２の仕切り板５
によって脱気部６と分離部７とに区画され、その下方を
分離部７の底部と連通した沈降部８とするとともに、第
３の仕切り板９によって安定部10を形成している。第２
の仕切り板５は水深の約10％水面上に延び、水深の約30
％水面下に延びている。なお、第３の仕切り板９の下端
に近接させてバッフル板11が設けられており、上澄水の
みを安定部10に流入させるように構成されている。また
反応部３と脱気部６と分離部７には屋根が設けられて外
気から遮断された構造とし、その上部に発生ガスを回収
するためのガス回収手段20が設けられているが、安定部
10は大気開放系とされている。
【０００９】適正なメタン発酵処理を行うには、反応部
３の容積をメタン発酵槽１の50〜70％程度にするのが好
ましい。なお、有機性廃水をメタン発酵処理する際に、
流入廃水の種類、温度、濃度や処理水の目標濃度、性状
等によって、メタン発酵槽１中の反応部３と気固液分離
部４との容積比を変更可能としておくことがより好まし
い。
３の容積をメタン発酵槽１の50〜70％程度にするのが好
ましい。なお、有機性廃水をメタン発酵処理する際に、
流入廃水の種類、温度、濃度や処理水の目標濃度、性状
等によって、メタン発酵槽１中の反応部３と気固液分離
部４との容積比を変更可能としておくことがより好まし
い。
【００１０】反応部３には、前記した自己造粒型メタン
菌による顆粒状菌体12が存在し、原水流入管13から流入
してきた原水である中濃度有機性廃水中の有機物を嫌気
的に処理する。この結果、メタンガスが気泡14となって
発生し、反応液中の懸濁物質15に付着して図示のように
これを浮上させる。
菌による顆粒状菌体12が存在し、原水流入管13から流入
してきた原水である中濃度有機性廃水中の有機物を嫌気
的に処理する。この結果、メタンガスが気泡14となって
発生し、反応液中の懸濁物質15に付着して図示のように
これを浮上させる。
【００１１】浮上した懸濁物質15は、第１の仕切り板２
の上端から脱気部６に流入し、浮上汚泥散布手段１６に
よる衝撃を受けて気泡14を分離する。気泡分離後の懸濁
物質15は分離部７の下部の沈降部８へ沈降する。また、
浮上汚泥は分離部７において浮上汚泥となって水面に浮
上するが、浮上汚泥散布手段16のフロート状の吸い込み
口17がこれを吸引し、反応部３と脱気部６の水面に向か
ってノズル17a から散布する。この衝撃により気泡14は
懸濁物質15から分離され、また浮上汚泥自体についても
気固液分離が促進されるので、汚泥は分離部７の下部の
沈降部８へ沈降する。そして沈降した汚泥は沈降汚泥返
送手段18により反応部３へ返送され、これにより菌体濃
度の低下を防ぎ、余剰分は沈降汚泥排出手段１９により
排出される。このようにしてガスと懸濁粒子が分離され
た処理液は第３の仕切り板９の下端から安定部10に入
り、処理液として取り出される。また、発生ガスは加圧
手段20a を経由してガス回収手段20により回収される。
の上端から脱気部６に流入し、浮上汚泥散布手段１６に
よる衝撃を受けて気泡14を分離する。気泡分離後の懸濁
物質15は分離部７の下部の沈降部８へ沈降する。また、
浮上汚泥は分離部７において浮上汚泥となって水面に浮
上するが、浮上汚泥散布手段16のフロート状の吸い込み
口17がこれを吸引し、反応部３と脱気部６の水面に向か
ってノズル17a から散布する。この衝撃により気泡14は
懸濁物質15から分離され、また浮上汚泥自体についても
気固液分離が促進されるので、汚泥は分離部７の下部の
沈降部８へ沈降する。そして沈降した汚泥は沈降汚泥返
送手段18により反応部３へ返送され、これにより菌体濃
度の低下を防ぎ、余剰分は沈降汚泥排出手段１９により
排出される。このようにしてガスと懸濁粒子が分離され
た処理液は第３の仕切り板９の下端から安定部10に入
り、処理液として取り出される。また、発生ガスは加圧
手段20a を経由してガス回収手段20により回収される。
【００１２】また前記したように、反応部３と脱気部６
と分離部７には屋根が設けられて外気から遮断された構
造とされているので、この部分を加圧手段20a により10
0 〜300 mmAq程度の圧力をかけて運転することが好まし
い。この結果、メタン発酵により生じた炭酸ガスが多く
液中に溶け込み、大気開放系とされた安定部10において
圧力が低下するとともに、炭酸ガスが放出する。液中の
炭酸ガスが抜けることにより処理液のpHが上昇し、その
結果、カルシウムやマグネシウム等の金属塩の結晶化が
起こり、結晶物は汚泥とともに沈降部８に沈降する。こ
の結晶物を含んだ沈降汚泥を沈降汚泥返送手段18によっ
て反応部３に返送すれば、菌体が自己造粒するときの核
として結晶物が作用し、メタン菌の造粒作用を促進す
る。またpH上昇した処理液は安定部10から処理水として
取り出され、この処理水の一部を処理水返送手段18a に
よって反応部３に返送すれば、反応部３でメタン発酵過
程で生成する揮発性有機酸の蓄積による反応部液のpH低
下を抑えてpH調整用アルカリ薬品の消費量を低減するこ
とができる。
と分離部７には屋根が設けられて外気から遮断された構
造とされているので、この部分を加圧手段20a により10
0 〜300 mmAq程度の圧力をかけて運転することが好まし
い。この結果、メタン発酵により生じた炭酸ガスが多く
液中に溶け込み、大気開放系とされた安定部10において
圧力が低下するとともに、炭酸ガスが放出する。液中の
炭酸ガスが抜けることにより処理液のpHが上昇し、その
結果、カルシウムやマグネシウム等の金属塩の結晶化が
起こり、結晶物は汚泥とともに沈降部８に沈降する。こ
の結晶物を含んだ沈降汚泥を沈降汚泥返送手段18によっ
て反応部３に返送すれば、菌体が自己造粒するときの核
として結晶物が作用し、メタン菌の造粒作用を促進す
る。またpH上昇した処理液は安定部10から処理水として
取り出され、この処理水の一部を処理水返送手段18a に
よって反応部３に返送すれば、反応部３でメタン発酵過
程で生成する揮発性有機酸の蓄積による反応部液のpH低
下を抑えてpH調整用アルカリ薬品の消費量を低減するこ
とができる。
【００１３】図２に示す第２の実施例では、第１の実施
例における自己造粒型メタン菌による顆粒状菌体12が充
填された反応部３に替えて、メタン菌の固定化担体21を
充填した反応部３が使用されている。しかしこの場合に
もその構造や作用効果は第１図に示す第１の実施例と変
わるところはない。
例における自己造粒型メタン菌による顆粒状菌体12が充
填された反応部３に替えて、メタン菌の固定化担体21を
充填した反応部３が使用されている。しかしこの場合に
もその構造や作用効果は第１図に示す第１の実施例と変
わるところはない。
【００１４】図３に示す第３の実施例では、反応部３と
気固液分離部４とが分離されているとともに、これとは
別に静置部24が設けられている。この実施例では、反応
部３から流出した液は流路22を通じて気固液分離部４の
脱気部６に流入する。また安定部10から流出した処理水
は流路23を通じて静置部24に流入する。この実施例では
反応部３と気固液分離部４とが外気から遮断された構造
とされており、前記したカルシウムやマグネシウム等の
金属塩の結晶化は大気開放された静置部24において生ず
るから、処理水返送手段18a は別体となった静置部24と
反応部３との間に設けられ、かつ静置部24の底部より引
抜き反応部３に返送される。しかし、基本的な構造や作
用効果は前記の第１の実施例と変わるところはない。
気固液分離部４とが分離されているとともに、これとは
別に静置部24が設けられている。この実施例では、反応
部３から流出した液は流路22を通じて気固液分離部４の
脱気部６に流入する。また安定部10から流出した処理水
は流路23を通じて静置部24に流入する。この実施例では
反応部３と気固液分離部４とが外気から遮断された構造
とされており、前記したカルシウムやマグネシウム等の
金属塩の結晶化は大気開放された静置部24において生ず
るから、処理水返送手段18a は別体となった静置部24と
反応部３との間に設けられ、かつ静置部24の底部より引
抜き反応部３に返送される。しかし、基本的な構造や作
用効果は前記の第１の実施例と変わるところはない。
【００１５】
【発明の効果】以上に詳細に説明したように、本発明の
廃水の嫌気処理装置によれば、菌体の流出を防いで反応
部の菌濃度を高く維持することができること、浮上汚泥
散布手段によって気固液分離を効率的に行うことができ
ること、従来よりも高負荷の処理が可能であること等の
効果を発揮することができる。また本発明の廃水の嫌気
処理装置の運転方法によれば、カルシウムやマグネシウ
ム等の金属塩を結晶化させることにより、顆粒状菌体の
造粒作用を促進することができ、スタートアップに要す
る期間を短縮することができる。また、処理水を反応部
に返送することにより、pH調整用のアルカリ薬品の消費
量を低減することができる。
廃水の嫌気処理装置によれば、菌体の流出を防いで反応
部の菌濃度を高く維持することができること、浮上汚泥
散布手段によって気固液分離を効率的に行うことができ
ること、従来よりも高負荷の処理が可能であること等の
効果を発揮することができる。また本発明の廃水の嫌気
処理装置の運転方法によれば、カルシウムやマグネシウ
ム等の金属塩を結晶化させることにより、顆粒状菌体の
造粒作用を促進することができ、スタートアップに要す
る期間を短縮することができる。また、処理水を反応部
に返送することにより、pH調整用のアルカリ薬品の消費
量を低減することができる。
【図１】本発明の第１の実施例を示す断面図である。
【図２】本発明の第２の実施例を示す断面図である。
【図３】本発明の第３の実施例を示す断面図である。
【符号の説明】 １ メタン発酵槽、３ 反応部、６
脱気部、７ 分離部、８沈降部、10 安定部、16 浮上
汚泥散布手段、18 沈降汚泥返送手段、20 ガス回収手
段、20a 加圧手段、24 第３の実施例の静置部。
脱気部、７ 分離部、８沈降部、10 安定部、16 浮上
汚泥散布手段、18 沈降汚泥返送手段、20 ガス回収手
段、20a 加圧手段、24 第３の実施例の静置部。
Claims (5)
- 【請求項１】 メタン発酵槽を、反応部と脱気部と分離
部と安定部の順に区画して配置し、原水を反応部に供給
する原水供給手段と処理水を安定部から排出する処理水
排出手段を設け、反応部と脱気部と分離部とを外気から
遮断された構造としてその上部に発生ガスを回収するガ
ス回収手段を設け、分離部から回収された浮上汚泥を反
応部と脱気部の液面に散布する浮上汚泥散布手段を設
け、また分離部の底から回収した沈降汚泥を前記反応部
に返送する沈降汚泥返送手段と沈降汚泥を排出する沈降
汚泥排出手段とを設けたことを特徴とする廃水の嫌気性
処理装置。 - 【請求項２】 外気から遮断された構造とした反応部と
脱気部と分離部とを加圧する加圧手段を設けた請求項１
に記載の廃水の嫌気性処理装置。 - 【請求項３】 分離部で得られた沈降汚泥を前記反応部
に返送する沈降汚泥返送手段と、安定部から排出される
処理水の一部を前記反応部に返送する処理水返送手段と
を設けた請求項１または２に記載の廃水の嫌気性処理装
置。 - 【請求項４】 請求項１〜３の何れかに記載の廃水の嫌
気性処理装置の運転方法であって、メタン発酵槽の反応
部に供給した原水を、分離部で回収された浮上汚泥と沈
降汚泥とともに嫌気性処理することにより生成したガス
の気泡を抱えて浮上してくる懸濁粒子に、分離部で回収
された浮上汚泥を散布して脱気したのち分離部に送入
し、分離部において浮上汚泥と沈降汚泥を回収したのち
安定部に送入し、更に固液分離して清澄な処理液とする
ことを特徴とする廃水の嫌気性処理装置の運転方法。 - 【請求項５】 請求項２に記載の廃水の嫌気性処理装置
の運転方法であって、外気から遮断された構造とした反
応部と脱気部と分離部とを加圧し、大気開放系とした安
定部における圧力低下を利用し、pHを上昇させてカルシ
ウムやマグネシウム等の金属塩を結晶化させ、回収した
結晶化物を含む沈降汚泥とpH上昇した処理水の一部を反
応部に返送することを特徴とする廃水の嫌気性処理装置
の運転方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22731693A JP2698310B2 (ja) | 1993-09-13 | 1993-09-13 | 廃水の嫌気性処理装置とその運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22731693A JP2698310B2 (ja) | 1993-09-13 | 1993-09-13 | 廃水の嫌気性処理装置とその運転方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0780493A JPH0780493A (ja) | 1995-03-28 |
| JP2698310B2 true JP2698310B2 (ja) | 1998-01-19 |
Family
ID=16858896
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-
1993
- 1993-09-13 JP JP22731693A patent/JP2698310B2/ja not_active Expired - Fee Related
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