JP2925383B2 - 有機性排水の嫌気性微生物による処理装置 - Google Patents

有機性排水の嫌気性微生物による処理装置

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    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

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  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、有機性排水の処理装置
に関し、詳しくは嫌気性微生物によって有機物を分解す
る処理装置に関する。
【0002】
【従来技術】近年、石油、天然ガスなどの化石燃料の有
限性が指摘され、これに代替できるエネルギーの開発が
世界的な課題とされているが、このような中で、産業廃
棄物の一つでもある排水の処理に関連して、嫌気性微生
物による有機性排水の処理は、嫌気性微生物を利用して
排水に含まれる有機物(このような排水を有機性排水と
いう)を分解処理することで発生するメタンガスがエネ
ルギー源として回収でき、汚濁物質の環境への排出を防
止できるという観点からも注目されている。
【0003】この嫌気性微生物による有機性排水の処理
は懸濁法と生物膜法に大きく分けられ、特に、懸濁法に
属する上向流スラッジブランケット法(UASB法)
と、生物膜法に属する処理槽内に充填した充填材(微生
物担体)に嫌気性微生物を付着させる濾床法(固定床
法)とは、嫌気性微生物の高濃度の保持ができて効率の
高い処理ができる装置として近時その実施及び研究が盛
んとなっている。
【0004】嫌気性微生物による処理法は、一般に酸醗
酵過程と、メタン醗酵過程に分けられる。メタン醗酵
は、酢酸をはじめとする有機酸を基質として処理が進行
するので、排水中に含まれる有機物を有機酸とする酸醗
酵過程が重要とされている。
【0005】嫌気性微生物を用いた処理装置の従来例を
説明すると、第2図は、メタン醗酵槽11の前段に、こ
のメタン醗酵槽11に流入させる原排水の水量を調整す
るための調整槽12を設け、この調整槽12からポンプ
13でメタン醗酵槽11に原排水を供給するように構成
した装置を示している。このような装置は、原排水に含
まれる有機物が有機酸あるいは比較的低分子の有機物で
ある場合に適しているが、一般に、嫌気性微生物による
処理では液化・酸発酵過程が律速段階と言われているよ
うに、高分子の有機物を含む原排水を第2図の装置でそ
のまま処理しようとすると、メタン醗酵槽11で非常に
長い滞留時間を要することとなって効率のよい処理が実
現できない。
【0006】そこで比較的高分子の有機物を含む原排水
を対象とする場合には、第3図に示すように、調整槽1
2とメタン醗酵槽11の間に酸醗酵槽14を設置し、原
排水に含まれる有機物を有機酸ないし比較的低分子の有
機物に分解させることが多い。これによってメタン醗酵
槽11での原排水の滞留時間が短くなり、効率のよい処
理が実現できる。なお第2図に示した装置において、調
整槽12を酸醗酵槽に兼用させることも行なわれるが、
従来一般の調整槽12では微生物濃度が低いため、調整
槽で酸醗酵を行なわせるようにすると該槽での滞留時間
が長くなり(例えば一般的な処理装置で6時間以上)、
その分調整槽の容量に大きなものが必要となって、設備
の設置に必要な面積,容積が過大となると共に、調整槽
の水位は常に変動するから滞留時間もそれに伴って変動
し、そのため該槽での処理性能が不安定になるという欠
点がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
嫌気性微生物による有機性排水の処理において、例えば
脂質やタンパク質等の比較的高分子の有機物を含む原排
水を処理する場合には、メタン醗酵槽の前段に調整槽と
酸醗酵槽を順次に設けることが好ましいと考えられる
が、このような装置においても次のような問題がある。
【0008】すなわち、メタン醗酵槽11における処理
効率を向上させるためにその前段に第3図の如く酸醗酵
槽14を設ける場合、該酸醗酵槽14をいわゆる浮遊式
の処理装置とすると前述の調整槽の場合と同じく微生物
の高濃度化が困難であることから処理効率が悪く、大容
量の設備が必要となる。
【0009】そこで、該酸醗酵槽の処理効率を向上させ
ることを目的として、槽内に酸醗酵菌を高濃度に付着さ
せるための充填材(微生物担体)を充填してなる生物膜
式の酸醗酵槽が提案されているが、このような生物膜式
の酸醗酵槽では微生物の増殖によって充填材層が閉塞さ
れ易いという問題がある。これを防止するために、酸醗
酵槽内に例えば空気を一時的に吹き込んで充填材層の曝
気洗浄を行なうことも考えられるが、空気による曝気で
は酸醗酵槽内が一時的に好気性条件下に置かれることと
なり、その結果酸醗酵菌の成育に悪影響を及ぼすという
問題がある。
【0010】本発明は、有機性排水を嫌気性微生物によ
り処理する場合の問題点を解決することを目的とするも
のである。
【0011】
【課題を解決するための手段及び作用】上記の目的を実
現するために本発明者は、特許請求の範囲の各請求項に
記載した本発明を完成した。
【0012】本発明の有機性排水の嫌気性微生物による
処置装置は、有機物を含む排水を一時的に溜めて後段装
置への供給水量を一定に維持するための調整槽と、この
調整槽の一部として設けられて外気から遮断された密封
型に設けられた酸醗酵槽と、この酸醗酵槽の次段に設け
られたメタン醗酵槽と、このメタン醗酵槽で生成され
メタンガスが直接導入されてこれを溜める一定圧保持型
ガスホルダーと、上記排水を調整槽から酸醗酵槽を経
てメタン醗酵槽へ供給するポンプ等の水供給手段とを備
えていて、上記酸醗酵槽が、酸醗酵菌が付着する微生物
担体(充填材)が内部に充填された構造を有し、かつガ
スホルダーのガスをブロアーで吸引して該微生物担体
に曝気する手段が設けられ、更に酸醗酵槽を曝気したメ
タンガスをガスホルダーに戻す手段が設けられているこ
とを特徴とする
【0013】酸醗酵槽を曝気したメタンガスは、エネル
ギー源の効率的な回収という観点から、曝気後のガスを
ガスホルダーに戻す手段で該ガスホルダーに戻される
【0014】本発明の構成により、有機性排水の処理の
ために、原排水に含まれる有機物を低分子量の有機物あ
るいは有機酸に分解するための酸醗酵槽が、効率の優れ
た生物膜式の構成として採用され、しかも生物膜式の構
成を採用した場合の閉塞の不具合を、該槽の雰囲気を保
持するのに障害とならないようにメタンガスの洗浄曝気
で防止できる。
【0015】
【実施例】以下本発明を図面に示す実施例に基づいて説
明する。第1図は本発明を適用した嫌気性微生物を用い
た有機性排水の処理装置を示したものであり、図におい
て1は既知と同様のUASB法の構造を有するメタン醗
酵槽、2は調整槽、4はこの調整槽2の一部として形成
された酸醗酵槽であり、調整槽2の水はポンプ3で酸醗
酵槽4に一定水量で供給され、また酸醗酵槽4からポン
プ5により一定水量でメタン醗酵槽1に供給される。
【0016】メタン醗酵槽1で処理された処理水7は外
部に排出され、また生成されたメタンガスはガス送給管
61を介して直接ガスホルダー6に送られ、浮遊式カバ
ー62の重量により一定圧に保たれる空間に保持され
る。この空間に保持されたメタンガスは適宜必要に応じ
てガス供給管63から図示しないユース側に供給され
る。
【0017】本例における上記の酸醗酵槽4は、調整槽
2の一部を密封式として設けることで構成されており、
更に内部に、例えば微生物担体である網目状のプラスチ
ックパイプを井桁状に多層に積み上げたブロック41を
4つに仕切って設け、これらのブロックを順次に図の矢
印42,43,44に示すように蛇行して原排水が通
り、この途中で微生物による酸醗酵の反応が行なわれる
ようになっている。
【0018】そして、本例のこの酸醗酵槽4に対して
は、上記微生物担体からなる充填材層の閉塞を防止する
ために、上記ガスホルダー6から洗浄ブロアー64,開
閉弁65を介してメタンガスが定期的かつ間欠的に導入
され、散気管45から散気されるようになっているとい
う特徴がある。散気され酸醗酵槽4の上部空間46に集
められたメタンガスは戻り管47を通ってガスホルダー
6に戻される。
【0019】以上の構成を有する本例の装置によれば、
微生物担体である網目状のプラスチックパイプを井桁状
に多層に積み上げたブロック41を充填した酸醗酵槽4
では、高濃度の微生物の付着状態が確保され、これによ
って比較的高分子の有機物が、比較的短い滞留時間のう
ちに酸醗酵菌と十分効率よく接触して有機酸あるいは低
分子の有機物に分解される。したがって次段のメタン醗
酵槽1において効率のよい嫌気性微生物による有機物の
分解が行なわれる。
【0020】試験例 (本発明法による実施例)食品工場の排水(平均COD
Cr濃度約2000mg/l)を、下記のように構成した
第1図の装置に通水して嫌気性微生物処理を行なった。
【0021】第1図装置の構成 メタン醗酵槽・・・・・・1m×1.5m×6mH(有効容積
9.0m3 ) 調整槽 ・・・・・・容量8m3 、但しそのうちの酸醗酵
槽部分の容量は3m3 調整槽の原排水の滞留時間・・・・・・4時間(但しそのうち
網目状のプラスチックパイプを井桁状に積層充填した酸
醗酵槽部分で2時間) 酸醗酵槽のメタンガスによる曝気・・・・・・適宜 メタン醗酵槽の滞留時間・・・・・・6時間 以上の処理によってメタン醗酵槽1から排出される処理
水中の有機物濃度の変化を測定して第4図に示した(第
4図中の□点で示す)。
【0022】(従来法による比較例)比較のために、第
2図の装置を用い調整槽12の容量を10m3 とし、こ
の調整槽12における原排水の滞留時間を約7時間とな
るようにした他は同様にして処理を行ない、その結果を
上記本発明例と同様に測定して第4図に示した(第4図
中の+点で示す)。
【0023】これらの結果から、本発明法の場合は、酸
醗酵槽部分を含めた調整槽の容量(8m3 )が従来法の
場合の容量(10m3 )の4/5と小さいにもかかわら
ず、メタン醗酵槽処理水の有機物濃度が従来法による比
較例に比べてかなり低く、処理効率が非常に高いことが
分かる。
【0024】また、上記処理中、酸醗酵槽内の充填材層
が閉塞するようなこともなく、極めて順調に処理するこ
とができた。
【0025】
【発明の効果】本発明の装置によれば、以下のような効
果を奏する。
【0026】(イ) 酸醗酵槽を調整槽の一部として設
ける場合は、従来の酸醗酵槽を備えていない既存の設備
に本発明を適用して酸醗酵を効率よく行なわせることが
できる。
【0027】(ロ) 原排水中の有機物成分の変動があ
っても、調整槽あるいは独立した酸醗酵槽で該有機物成
分の殆どを有機酸に転換できるので、メタン醗酵槽にお
ける対象有機物の変動を少なくすることができ、したが
ってメタン醗酵槽における安定した処理を行なわせるこ
とができる。
【0028】(ハ) 本発明の酸醗酵槽を設けてなく、
従来の調整作用のみの機能をはたす調整槽を設けていた
装置に比べ、調整槽での原排水の滞留時間を大幅に短く
出来るので、調整槽の容量や敷地面積を大幅に小さく出
来るという効果がある。
【0029】(ニ) 高濃度の微生物を保持できるよう
に充填材(微生物担体)を充填した酸醗酵槽を使用して
も、メタンガスで適宜曝気洗浄することで閉塞の不具合
を招くことがなく、処理効率の低下という問題がない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した装置の構成概要一例を示した
フロー図。
【図2】従来の嫌気性微生物を用いた処理を行なう装置
の構成概要一例を示した図。
【図3】従来の嫌気性微生物を用いた処理装置の他の構
成概要一例を示した図。
【図4】試験例におけるメタン醗酵槽処理水の有機物濃
度の経日変化の状態を示した図。
【符号の説明】
1・・・メタン醗酵槽、2・・・調整槽、3,5・・・
ポンプ、4・・・酸醗酵槽、6・・・ガスホルダー、7
・・・処理水、41・・・充填材ブロック、45・・・
散気管、64・・・洗浄ブロアー、65・・・開閉弁、
45・・・散気管。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−251298(JP,A) 特開 昭57−147498(JP,A) 特開 昭62−282693(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C02F 3/28 C02F 3/10

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 有機物を含む排水を一時的に溜めて後段
    装置への供給水量を一定に維持するための調整槽と、こ
    の調整槽の一部として設けられた酸醗酵槽と、この酸醗
    酵槽の次段に設けられたメタン醗酵槽と、このメタン醗
    酵槽で生成されメタンガスが直接導入されてこれを
    める一定圧保持型のガスホルダーと、上記排水を上記調
    整槽から酸醗酵槽を経てメタン醗酵槽へ供給するポンプ
    等の水供給手段とを備えた有機性排水の嫌気性微生物に
    よる処理装置であって、 上記酸醗酵槽は、酸醗酵菌が付着する微生物担体が内部
    に充填された構造に設けられると共に、上記ガスホルダ
    のガスをブロアーで吸引して該微生物担体に曝気す
    る手段が設けられ、更に酸醗酵槽を曝気したメタンガス
    をガスホルダーに戻す手段が設けられていることを特徴
    とする有機性排水の嫌気性微生物による処理装置。
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JP2012076001A (ja) * 2010-09-30 2012-04-19 Kuraray Co Ltd 嫌気性排水処理装置
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