JP3275351B2 - 有機性排水の嫌気性処理方法 - Google Patents

有機性排水の嫌気性処理方法

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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

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を酸生成工程
とメタン生成工程で処理する嫌気性処理方法に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】有機性排水の処理方法として、酸生成工
程およびメタン生成工程で処理する嫌気性処理方法があ
る。最近の嫌気性処理技術は、従来のし尿や汚泥の嫌気
性消化とは大幅に異なり、高負荷、高効率の方向に進み
つつある。また処理方式も、安定処理を可能とするた
め、従来の一相方式(酸生成反応とメタン生成反応の混
合系)より、酸生成工程とメタン生成工程を分離した二
相方式に転換されつつある。
【0003】ところが、このような二相方式の処理で
は、反応槽のpHを調整するためのアルカリ使用量が増
加する。従来の一相方式で負荷を低く設定して運転する
場合には、酸生成反応で生じた酢酸、プロピオン酸、乳
酸などの有機酸は直ちにメタン生成反応にて分解される
ため、正常な運転においては、反応槽内に有機酸が残留
することはなく、従って反応槽内液を中和する必要もな
い。
【0004】しかし、二相方式でメタン生成工程を高負
荷で運転する場合には、メタン生成工程に流入する液の
有機酸濃度が高いため、pHが4〜5、時には4以下の
状態でメタン生成汚泥に接触する。メタン生成汚泥の最
適pHは6〜8であるため、メタン生成汚泥に分解され
やすい有機酸でも、低いpHにおいてはメタン生成汚泥
の活性を低下させる結果となる。
【0005】そこで通常は、メタン生成槽に流入する直
前で水酸化ナトリウム等のアルカリを注入してpH6付
近まで調整しているが、アルカリの使用量が多く、処理
コストを増大させることになる。
【0006】このような点を改善するために、メタン生
成工程の処理水を酸生成工程に返送し、アルカリ使用量
を少なくすることが提案されている(例えば特公平3−
67758号)。この方法は処理水を循環することによ
り処理水中のアルカリを有効に利用するものである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、メタ
ン生成工程の処理水を酸生成工程に返送して嫌気性処理
する方法において、簡単な操作により、さらにアルカリ
使用量を少なくすることができる有機性排水の嫌気性処
理方法を提案することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、有機性排水を
酸生成工程と、それに引き続くメタン生成工程とで処理
し、メタン生成工程から流出する処理水の一部を酸生成
工程に返送する有機性排水の嫌気性処理方法において、
酸生成工程の液を酸生成槽内で、溶存酸素が残留しない
状態で気曝して脱炭酸し、pH調整することを特徴とす
る有機性排水の嫌気性処理方法である。
【0009】本発明において処理対象となる有機性排水
としては、有機物が含まれていて、嫌気性処理が可能な
ものであればよく、CODcr1000〜30000mg
/l程度のものが好ましいが、これより高濃度または低
濃度のものも処理可能である。このような有機性排水の
例としては、食品工場排水、紙パルプ工場排水その他の
産業排水、下水、し尿、汚泥、これらを処理した排水な
どがあげられる。
【0010】本発明の嫌気性処理は、有機性排水を酸生
成工程とメタン生成工程の二工程に分離して嫌気処理を
行い、メタン生成工程の処理水を酸生成工程に返送す
る。酸生成工程の滞留時間は2〜48時間、メタン生成
工程の槽負荷は5〜15kg−CODcr/m3d、滞留
時間は5〜72時間が好ましい。
【0011】本発明では、メタン生成工程から流出する
処理水、すなわち嫌気性処理水を酸生成工程に返送す
る。嫌気性処理水中には、メタン生成反応で発生したC
2がHCO3 -の形で溶解している。また窒素分の多い
排水の場合、NH4 +の形で溶解する。これらのHCO3 -
やNH4 +を酸生成反応で発生した種々の有機酸と反応さ
せることにより、酸生成槽内のpHの低下を防止するこ
とが可能となる。酸生成工程に返送する処理水の流量
は、酸生成工程に流入する原水水量の20〜100容量
%が適当であり、当然、返送流量比が多いほどpH低下
防止効果は高くなる。
【0012】また本発明では、酸生成工程の液を酸生成
槽内で、溶存酸素が残留しない状態で気曝して脱炭酸
し、pH調整する。pH調整用のアルカリは、酸生成反
応で生じた有機酸の中和以外に、液中に溶解している炭
酸の中和にも消費されている。従って炭酸を気曝により
除去することにより、pH調整用のアルカリの量は低減
できる。このとき気曝により、嫌気性処理水中からの炭
酸およびHCO3 -と有機酸との反応により生じた炭酸は
除去され、アルカリの消費は少なくなる。
【0013】気曝は酸生成槽内液について行う。この場
合、酸生成槽内で気曝することにより酸素が溶解する
が、溶存酸素(DO)が残留せず、酸化還元電位(OR
P)が上昇しない程度に気曝を制限すると、酸生成反応
またはメタン生成反応は影響を受けない。
【0014】気曝を行うことにより、臭気を含む排ガス
が発生するが、通常酸生成槽は完全に密閉構造とされ、
発生する臭気ガスは脱臭処理しているため、新たに気曝
を行っても、臭気対策上、問題は生じない。
【0015】本発明では、酸生成工程にメタン生成工程
の処理水を返送することにより、処理水中に流出する有
機酸生成菌が絶えず酸生成工程に供給される。この菌の
供給により、酸生成反応が安定化され、水量や負荷変動
に対応した処理が可能となる。
【0016】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。図
1は実施例の嫌気性処理方法を示すフロー図である。図
において、1は酸生成槽、2はメタン生成槽、3は処理
水槽である。
【0017】処理方法は、原水4をポンプ5により酸生
成槽1に導入して槽内の酸生成菌と混合し、槽内液6を
ポンプ7により循環して攪拌を行い、嫌気性処理の酸生
成工程を行う。このとき処理水槽3から処理水8をポン
プ9により返送し、ブロア10から散気装置11に空気
を送って気曝し、pH計12が所定のpH値(例えばp
H6)を維持するように、アルカリ(例えば水酸化ナト
リウム)13を添加してpH調整する。排ガス14は脱
臭装置(図示せず)に導いて脱臭する。
【0018】酸生成槽1の槽内液6の一部はポンプ15
によりメタン生成槽2に導入して、槽内のメタン生成菌
と混合し、槽内液16をポンプ17により循環して、嫌
気処理のメタン生成工程を行う。このときpH計18に
より槽内液のpHを監視するが、特にpH調整は行わな
くてもよい。槽内で発生するメタンを主体とする消化ガ
ス19はガス貯槽(図示せず)に送られる。
【0019】メタン生成槽2の槽内液16の一部は取出
管20から処理水槽3に取出す。処理水8の一部はポン
プ9により酸生成槽1に返送し、残部は処理水管21か
ら後処理装置(図示せず)に送る。
【0020】実施例1、比較例1〜3 図1の処理フローにより、pH5.7、CODcr濃度9
000〜12000mg/lの発酵排水の嫌気性処理を
行った。図1において、メタン生成槽2の負荷量を10
kg−CODcr/m3dに設定し、メタン生成槽2の前
段にHRT8時間(排水量に対するHRT)の酸生成槽
1を設置した二相方式で運転した。メタン生成槽はpH
6.5〜7.5の範囲内に4%NaOHを用いて調整し
た。酸生成槽1のpH調整は行っていない。運転水温は
両槽とも35℃に調整した。気曝の空気量は酸生成槽容
量に対し、1VVH(1 liter−空気/lite
r−槽/時間)とした。
【0021】試験は、嫌気処理水の返送と気曝を行わな
い従来方式で20日間運転した後(比較例1)、同負荷
量、同排水量で、嫌気処理水を排水量(原水)に対し5
0%返送し、酸生成槽を気曝した条件で、25日間運転
した(実施例1)。その後、同条件で嫌気処理水を50
%返送し、気曝を行わなかった場合(比較例2)、およ
び嫌気処理水を返送せず、気曝のみを行った場合(比較
例3)について、それぞれ7日間運転した。
【0022】上記の試験において、実施例1および比較
例1〜3とも処理水のpHは7.2、CODcrは140
0〜1530mg/lでほとんど差はなかったが、酸生
成槽におけるpHを6.5〜7.5に維持するためのN
aOHの使用量は、実施例1が18、比較例1が67、
比較例2が46、比較例3が58(kg−NaOH/1
000kg−除去CODcr)となり、実施例1のアルカ
リ使用が極端に低いことがわかる。
【0023】実施例2、比較例4 pH5.9〜6.1、CODcr2900〜3050mg
/lの清涼飲料排水について、実施例と同様の試験を行
った(実施例2)。また処理水の返送および気曝を行わ
ないで同様の試験を行った(比較例4)。
【0024】上記の試験において、処理水のpHは7.
4、CODcrは176〜184mg/lでほとんど差は
なかったが、NaOH使用量は実施例2が12、比較例
4が38(kg−NaOH/1000kg−除去COD
cr)であり、実施例2の方が低かった。
【0025】
【発明の効果】本発明によれば、嫌気性処理において、
メタン生成工程の処理水を酸生成工程に返送し、かつ酸
生成工程の液を酸生成槽内で、溶存酸素が残留しない状
態で気曝して脱炭酸し、pH調整するようにしたので、
簡単な操作によって、酸生成工程においてpH調整に使
用するアルカリの使用量を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例の処理方法を示すフロー図である。
【符号の説明】
1 酸生成槽 2 メタン生成槽 3 処理水槽 4 原水 5、7、9、15、17 ポンプ 6、16 槽内液 8、処理水 10 ブロア 11 散気装置 12、18 pH計

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 有機性排水を酸生成工程と、それに引き
    続くメタン生成工程とで処理し、メタン生成工程から流
    出する処理水の一部を酸生成工程に返送する有機性排水
    の嫌気性処理方法において、 酸生成工程の液を酸生成槽内で、溶存酸素が残留しない
    状態で気曝して脱炭酸し、pH調整することを特徴とす
    る有機性排水の嫌気性処理方法。
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