JP2878640B2 - 上向流式嫌気性汚泥床法 - Google Patents
上向流式嫌気性汚泥床法Info
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、有機性汚水のメタ
ン発酵法に係り、特に、食品、化学、紙パルプ工業等よ
り排出される有機性排水を対象とした上向流嫌気性汚泥
床法（Upflow Anaerobic Sludge Blanket Process 、以
後ＵＡＳＢ法と記す。）に関するものである。
ン発酵法に係り、特に、食品、化学、紙パルプ工業等よ
り排出される有機性排水を対象とした上向流嫌気性汚泥
床法（Upflow Anaerobic Sludge Blanket Process 、以
後ＵＡＳＢ法と記す。）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＵＡＳＢ法は原水を発酵槽の下部より上
向流として流入させ、菌の付着担体を用いることなく、
汚泥（菌）をブロック化若しくは粒状化せしめることに
より汚泥床（スラッジジベッド）を形成させ、発酵槽中
に高濃度の微生物を確保するためにより高容積負荷を許
容しうる嫌気性微生物処理技術であり、高負荷処理メタ
ン発酵法として最近、脚光を浴びている。しかし、ＵＡ
ＳＢ法はグラニュール汚泥の形成に時間がかかるため、
スタートアップ期間が長くなる欠点があった。これを改
良する方法として種グラニュールを添加する方法、微小
担体を添加する方法（依田ら、用水と廃水 vol ３１ N
o.１ １９８９ Ｐ４９〜Ｐ５４）等が知られている。
前者は装置が大型化した場合、グラニュール汚泥の供給
量に限界があること、基質の異なる廃水に関しては短時
間のスタートアップはむずかしい等の欠点がある。後者
においては微小担体を投入するためイニシャルコストが
かかること、スタートアップ時に微小担体を流動あるい
は膨張させるために処理水循環を行い、ある一定以上の
線速度が必要であり、運転操作が複雑である等の欠点が
ある。
向流として流入させ、菌の付着担体を用いることなく、
汚泥（菌）をブロック化若しくは粒状化せしめることに
より汚泥床（スラッジジベッド）を形成させ、発酵槽中
に高濃度の微生物を確保するためにより高容積負荷を許
容しうる嫌気性微生物処理技術であり、高負荷処理メタ
ン発酵法として最近、脚光を浴びている。しかし、ＵＡ
ＳＢ法はグラニュール汚泥の形成に時間がかかるため、
スタートアップ期間が長くなる欠点があった。これを改
良する方法として種グラニュールを添加する方法、微小
担体を添加する方法（依田ら、用水と廃水 vol ３１ N
o.１ １９８９ Ｐ４９〜Ｐ５４）等が知られている。
前者は装置が大型化した場合、グラニュール汚泥の供給
量に限界があること、基質の異なる廃水に関しては短時
間のスタートアップはむずかしい等の欠点がある。後者
においては微小担体を投入するためイニシャルコストが
かかること、スタートアップ時に微小担体を流動あるい
は膨張させるために処理水循環を行い、ある一定以上の
線速度が必要であり、運転操作が複雑である等の欠点が
ある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の従来
技術における問題点を解決し、グラニュール汚泥の投
入、微小担体の投入は行わず、嫌気性微生物群（メタン
菌）の作用と化学的反応を組み合わせることによって、
スタートアップ期間を短縮させることのできる上向流嫌
気性汚泥床法を提供することを目的とする。
技術における問題点を解決し、グラニュール汚泥の投
入、微小担体の投入は行わず、嫌気性微生物群（メタン
菌）の作用と化学的反応を組み合わせることによって、
スタートアップ期間を短縮させることのできる上向流嫌
気性汚泥床法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、有機性汚水を処理する上向流式嫌気性
汚泥床法において、原水中にＣａ化合物をスタートアッ
プ時にＣａ ２＋ 濃度として５００ｍｇ／ｌ程度の高濃度
で添加し、リアクター内でメタン発酵で生成する炭酸ガ
スによりＣａＣｏ３を形成させて、これを担体にしてメ
タン菌を付着させ、ペレット状のグラニュール汚泥を形
成させ、グラニュール汚泥の形成状況に合わせて段階的
にＣａ ２＋ 濃度を下げることを特徴とする上向流式嫌気
性汚泥床法としたものである。
に、本発明では、有機性汚水を処理する上向流式嫌気性
汚泥床法において、原水中にＣａ化合物をスタートアッ
プ時にＣａ ２＋ 濃度として５００ｍｇ／ｌ程度の高濃度
で添加し、リアクター内でメタン発酵で生成する炭酸ガ
スによりＣａＣｏ３を形成させて、これを担体にしてメ
タン菌を付着させ、ペレット状のグラニュール汚泥を形
成させ、グラニュール汚泥の形成状況に合わせて段階的
にＣａ ２＋ 濃度を下げることを特徴とする上向流式嫌気
性汚泥床法としたものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】次に、本発明を詳細に説明する。
本発明の上向流式嫌気性汚泥床法においては、下水の嫌
気性消化汚泥（中温消化汚泥、高温消化汚泥）を圧密状
態にてリアクター底部から１〜１．５ｍ充填し、原排水
を通水する。適用汚水種は低級脂肪酸（酢酸、プロピオ
ン酸等）、精類、蛋白質、アルコール等を含むものが一
般的である。原水にスタートアップ時にはＣａ ２＋ 濃度
５００ｍｇ／ｌ程度の高濃度になるようにＣａ（ＯＨ）
２、Ｃａ Ｃｌ２、ＣａＯ等のＣａ化合物を添加する。
ｐＨ調整後、原水はリアクターに導入され、リアクター
内においてメタン菌により酢酸、メタノール、ギ酸等は
ＣＨ４とＣＯ２に転換される。リアクター内のｐＨは通
常７．０〜８．０に維持されるため、下記（１）式の反
応はすみやかに進行し、徐々にスラッジベット内にＣａ
ＣＯ３の沈殿物が生成する。 Ｃａ（ＯＨ）２＋ＣＯ２→ＣａＣＯ３＋Ｈ２Ｏ
（１）
本発明の上向流式嫌気性汚泥床法においては、下水の嫌
気性消化汚泥（中温消化汚泥、高温消化汚泥）を圧密状
態にてリアクター底部から１〜１．５ｍ充填し、原排水
を通水する。適用汚水種は低級脂肪酸（酢酸、プロピオ
ン酸等）、精類、蛋白質、アルコール等を含むものが一
般的である。原水にスタートアップ時にはＣａ ２＋ 濃度
５００ｍｇ／ｌ程度の高濃度になるようにＣａ（ＯＨ）
２、Ｃａ Ｃｌ２、ＣａＯ等のＣａ化合物を添加する。
ｐＨ調整後、原水はリアクターに導入され、リアクター
内においてメタン菌により酢酸、メタノール、ギ酸等は
ＣＨ４とＣＯ２に転換される。リアクター内のｐＨは通
常７．０〜８．０に維持されるため、下記（１）式の反
応はすみやかに進行し、徐々にスラッジベット内にＣａ
ＣＯ３の沈殿物が生成する。 Ｃａ（ＯＨ）２＋ＣＯ２→ＣａＣＯ３＋Ｈ２Ｏ
（１）
【０００６】従ってベット内の汚泥濃度は２〜４％程度
になる。その後沈殿したＣａＣＯ3にメタン菌が付着
し、徐々にペレット状の汚泥が生成し始める。メタン菌
の種類は原水の基質の形態、温度条件により異なる。中
温（３５〜４０℃）で酢酸を多く含む汚水を処理する場
合はメタノスリクス属のメタン菌が優先種になる。また
高温（５０〜５５℃）でメタノールを多く含む廃水を処
理する場合はメタノサルシナ属のメタン菌が優先種にな
る。ペレットの大きさが０．５〜１．０ｍｍ程度に生長
し、汚泥のＭＬＶＳＳ／ＭＬＳＳ含有率が２０〜５０％
になった時点で原水へのＣａ2+濃度を徐々に下げ、ペレ
ット内のメタン菌の比率を増やし、ＭＬＶＳＳ／ＭＬＳ
Ｓ含有率を徐々に上げることで、メタン生成活性度の高
いグラニュール汚泥が短期間にできる。なお、Ｃａ化合
物は原水中に添加するのが好ましいが、リアクター内に
導入してもよい。
になる。その後沈殿したＣａＣＯ3にメタン菌が付着
し、徐々にペレット状の汚泥が生成し始める。メタン菌
の種類は原水の基質の形態、温度条件により異なる。中
温（３５〜４０℃）で酢酸を多く含む汚水を処理する場
合はメタノスリクス属のメタン菌が優先種になる。また
高温（５０〜５５℃）でメタノールを多く含む廃水を処
理する場合はメタノサルシナ属のメタン菌が優先種にな
る。ペレットの大きさが０．５〜１．０ｍｍ程度に生長
し、汚泥のＭＬＶＳＳ／ＭＬＳＳ含有率が２０〜５０％
になった時点で原水へのＣａ2+濃度を徐々に下げ、ペレ
ット内のメタン菌の比率を増やし、ＭＬＶＳＳ／ＭＬＳ
Ｓ含有率を徐々に上げることで、メタン生成活性度の高
いグラニュール汚泥が短期間にできる。なお、Ｃａ化合
物は原水中に添加するのが好ましいが、リアクター内に
導入してもよい。
【０００７】上向流嫌気性汚泥床法において消化汚泥を
種汚泥としてグラニュール汚泥を形成させる場合は、通
常、６ケ月〜１年と長期間を有するが、本発明のように
嫌気性微生物（メタン菌）の副産物を利用して形成され
る化合物を担体としてメタン菌を付着させ、グラニュー
ル汚泥の形成を促進することで１〜３ケ月程度でスター
トアップできる。さらに、優先種となるメタン菌の種類
（メタノスリクス、メタノサルシナ）に依らず、グラニ
ュール汚泥の形成が可能となる。
種汚泥としてグラニュール汚泥を形成させる場合は、通
常、６ケ月〜１年と長期間を有するが、本発明のように
嫌気性微生物（メタン菌）の副産物を利用して形成され
る化合物を担体としてメタン菌を付着させ、グラニュー
ル汚泥の形成を促進することで１〜３ケ月程度でスター
トアップできる。さらに、優先種となるメタン菌の種類
（メタノスリクス、メタノサルシナ）に依らず、グラニ
ュール汚泥の形成が可能となる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
るが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。 実施例１ 槽有効容量３３リットルのＵＡＳＢリアクターを用い、
３５〜４０℃の温度条件にて下記に示す人工原水につい
て実験を行った。種汚泥には下水の中温消化汚泥を用い
た。 原水性状 酢 酸 ：１０００ｍｇ／ｌ、 ＫＨ2 ＰＯ4 ： １６ｍｇ／ｌ、 プロピオン酸：１０００ｍｇ／ｌ、 ＮａＯＨ ： ４００ｍｇ／ｌ、 乳 酸 ：１０００ｍｇ／ｌ、 ＣＯＤｃｒ ：４１５０ｍｇ／ｌ、 酵母エキス ： ３００ｍｇ／ｌ、 ＢＯＤ ：２９４０ｍｇ／ｌ、 尿 素 ： ２００ｍｇ／ｌ、 ｐＨ ： ４．１
るが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。 実施例１ 槽有効容量３３リットルのＵＡＳＢリアクターを用い、
３５〜４０℃の温度条件にて下記に示す人工原水につい
て実験を行った。種汚泥には下水の中温消化汚泥を用い
た。 原水性状 酢 酸 ：１０００ｍｇ／ｌ、 ＫＨ2 ＰＯ4 ： １６ｍｇ／ｌ、 プロピオン酸：１０００ｍｇ／ｌ、 ＮａＯＨ ： ４００ｍｇ／ｌ、 乳 酸 ：１０００ｍｇ／ｌ、 ＣＯＤｃｒ ：４１５０ｍｇ／ｌ、 酵母エキス ： ３００ｍｇ／ｌ、 ＢＯＤ ：２９４０ｍｇ／ｌ、 尿 素 ： ２００ｍｇ／ｌ、 ｐＨ ： ４．１
【０００９】図１に処理経過を示すＲｕｎＡはスタート
アップ時原水にＣａＣｌ２をＣａ２＋として５００ｍｇ
／ｌとなるように添加し、ＲｕｎＢはＣａＣｌ２は加え
ない対照系列とした。 ＲｕｎＡはスラッジベットのＭＬ
ＶＳＳ／ＭＬＳＳ含有率が６５％から徐々に低下し通水
後２０日目では２０％近くまで低下し、ベット内におけ
るＣａＣＯ３の沈殿物は２〜３％程度になった。その後
原水Ｃａ２＋儂度を段階的に下げた。スラッジベットＭ
ＬＶＳＳ／ＭＬＳＳ含有率は徐々に上昇していった。
アップ時原水にＣａＣｌ２をＣａ２＋として５００ｍｇ
／ｌとなるように添加し、ＲｕｎＢはＣａＣｌ２は加え
ない対照系列とした。 ＲｕｎＡはスラッジベットのＭＬ
ＶＳＳ／ＭＬＳＳ含有率が６５％から徐々に低下し通水
後２０日目では２０％近くまで低下し、ベット内におけ
るＣａＣＯ３の沈殿物は２〜３％程度になった。その後
原水Ｃａ２＋儂度を段階的に下げた。スラッジベットＭ
ＬＶＳＳ／ＭＬＳＳ含有率は徐々に上昇していった。
【００１０】これに対応しＣＯＤｃｒ負荷を徐々に高め
ることができるようになり３０日〜３５日目でＣＯＤｃ
ｒ１３ｋｇ／ｍ3 ・ｄとなった。この時点で槽内には粒
径１〜１．３ｍｍ程度のグラニュール汚泥がベット部で
３．５〜５％濃度に形成されていた。一方ＲｕｎＢでは
原水にＣａ2+を加えず処理水ＣＯＤｃｒ濃度をみながら
徐々にＣＯＤｃｒ負荷を上げ、８５日目でＣＯＤｃｒ負
荷１０ｋｇ／ｍ3 ・ｄでベット部に３〜４％のグラニュ
ール汚泥の形成が見られた。以上のように原水にＣａ2+
を加えることでスタートアップに５０〜１００日程度の
差が見られている。
ることができるようになり３０日〜３５日目でＣＯＤｃ
ｒ１３ｋｇ／ｍ3 ・ｄとなった。この時点で槽内には粒
径１〜１．３ｍｍ程度のグラニュール汚泥がベット部で
３．５〜５％濃度に形成されていた。一方ＲｕｎＢでは
原水にＣａ2+を加えず処理水ＣＯＤｃｒ濃度をみながら
徐々にＣＯＤｃｒ負荷を上げ、８５日目でＣＯＤｃｒ負
荷１０ｋｇ／ｍ3 ・ｄでベット部に３〜４％のグラニュ
ール汚泥の形成が見られた。以上のように原水にＣａ2+
を加えることでスタートアップに５０〜１００日程度の
差が見られている。
【００１１】
【発明の効果】以上の結果からも明らかなように、本発
明では原水にＣａ2+を添加することでグラニュール汚泥
の形成が短期間にできる。また、優先種となるメタン菌
の種類によらず、グラニュール汚泥の形成が可能となっ
た。
明では原水にＣａ2+を添加することでグラニュール汚泥
の形成が短期間にできる。また、優先種となるメタン菌
の種類によらず、グラニュール汚泥の形成が可能となっ
た。
【図１】実施例１の処理経過を示すグラフである。
Claims (1)
- 【請求項１】 有機性汚水を処理する上向流式嫌気性汚
泥床法において、原水中にＣａ化合物をスタートアップ
時にＣａ ２＋ 濃度として５００ｍｇ／ｌ程度の高濃度で
添加し、リアクター内でメタン発酔で生成する炭酸ガス
によりＣａＣｏ３を形成させて、これを担体にしてメタ
ン菌を付着させ、ペレット状のグラニュール汚泥を形成
させ、グラニュール汚泥の形成状況に合わせて段階的に
Ｃａ ２＋ 濃度を下げることを特徴とする上向流式嫌気性
汚泥床法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9953096A JP2878640B2 (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 上向流式嫌気性汚泥床法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9953096A JP2878640B2 (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 上向流式嫌気性汚泥床法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10341891A Division JP2868137B2 (ja) | 1991-04-09 | 1991-04-09 | 上向流式嫌気性汚泥床法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08252595A JPH08252595A (ja) | 1996-10-01 |
| JP2878640B2 true JP2878640B2 (ja) | 1999-04-05 |
Family
ID=14249785
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9953096A Expired - Fee Related JP2878640B2 (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 上向流式嫌気性汚泥床法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2878640B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4114729B2 (ja) * | 1999-04-16 | 2008-07-09 | 三菱化工機株式会社 | 有機性廃棄物の処理方法 |
| MX2008011668A (es) * | 2006-03-15 | 2008-09-22 | Meri Entsorgungstechnik Fur Di | Metodo y aparato para el tratamiento anaerobico de agua de desecho. |
| IT1397708B1 (it) * | 2010-01-22 | 2013-01-24 | Idroclean Spa | Processo per il trattamento aerobico termofilo di acque di scarico organiche concentrate e relativo impianto. |
| CN106800355A (zh) * | 2016-11-28 | 2017-06-06 | 河海大学 | 一种利用微生物诱导矿化处理污水的方法 |
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-
1996
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