【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は嫌気性処理法に係り、特
に、焼酎廃液、ウイスキー蒸留廃液、ビール仕込排水な
どの、窒素及びリンの栄養塩類を含む高濃度有機性排水
をＵＡＳＢ嫌気処理で効率的に処理して、有機物と共
に、窒素及びリンの同時除去も可能とする嫌気性処理法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＵＡＳＢ法、即ち、上向流嫌気性汚泥床
法（Upflow Anaerobic Sludge Blanket Process)は、嫌
気性菌（メタン生成細菌）を、付着担体を用いることな
く自己造粒又は核となる物質に造粒させてなる造粒汚泥
（グラニュール）の汚泥床（スラッジブランケット）を
形成した反応槽（ＵＡＳＢ型メタン生成槽）に、原水を
上向流で通水して処理する方法であり、反応槽中に高濃
度の微生物を保持することが可能であることから、高負
荷処理にて、有機性排水中の有機物を効率良く分解除去
することができる方法である。ＵＡＳＢ法は、好気性活
性汚泥法に比べて、反応槽容積当りの有機物負荷が１０
ｋｇ−ＣＯＤcr／ｍ3 ／ｄａｙ以上と高く、曝気のため
のエネルギーが不要で、メタンガスとしてエネルギーの
回収が可能である上に、余剰汚泥発生量が少ないといっ
た優れた特長を備えている。
【０００３】一方、アンモニア性窒素及び正リン酸が共
存する系内に、マグネシウム塩が存在すると、アルカリ
性条件ではＭｇＮＨ4 ＰＯ4 ・６Ｈ2 Ｏ（リン酸アンモ
ニウムマグネシウム（ＭＡＰ））の結晶が生成すること
は良く知られている。この反応は、通常、アルカリ側で
ＮＨ4 −Ｎ＞１００ｍｇ／ｌの条件で進行すると言われ
ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ＵＡＳＢ法において、
余剰汚泥発生量が少ないという特長は、逆に、排水中の
栄養塩類を菌体中に取り込む量が少ないということを意
味し、このため、ＵＡＳＢ法では、原水中に含まれる窒
素やリンが、菌体に取り込まれて除去されるという効果
は期待できない。このようなことから、ＵＡＳＢ法によ
る処理のみで、有機物と共に窒素やリンを除去すること
は困難であり、閉鎖性水域の富栄養化現象となる窒素や
リンを除去するためには、硝化／脱窒や凝集沈澱などの
後処理プロセスを組み合わせる必要がある。
【０００５】ところで、ＵＡＳＢ法の操作上の問題点と
して、グラニュール汚泥の浮上、流出が挙げられる。グ
ラニュール汚泥の浮上、流出は、処理水質の悪化とＵＡ
ＳＢ反応槽内の菌体量の減少をもたらすため、これを防
止する技術が求められている。
【０００６】前記ＭＡＰの生成反応を、ＵＡＳＢ反応槽
内で生起させ、グラニュール汚泥中にＭＡＰを析出させ
ることができるならば、ＵＡＳＢ法による有機物と窒素
及びリンの同時除去が可能となる上に、汚泥中の無機分
が相対的に増加するため汚泥の沈降性を向上させること
ができる。
【０００７】このようなことから、ｐＨをアルカリ側と
すると共に、マグネシウム塩を添加した原水をＵＡＳＢ
法により嫌気性処理することも検討されているが、この
場合には、ＭＡＰの結晶はグラニュール汚泥中のみなら
ず、流速の大きい配管内やポンプ内にもスケールとなっ
て析出し、配管閉塞、ポンプの作動不良などの問題を引
き起こす。特に、ＵＡＳＢ反応槽内部にまで延びる原水
供給配管にスケールが付着した場合には、スケール除去
は極めて困難である。
【０００８】本発明は上記従来の問題点を解決し、スケ
ーリングを引き起こすことなくＭＡＰを析出させること
により、ＵＡＳＢ法により有機物と窒素及びリンの同時
除去を行うと共に、グラニュール汚泥の浮上、流出を防
止する嫌気性処理法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の嫌気性処理法
は、窒素及びリンを含有する有機性排水を酸生成槽で処
理した後、ＵＡＳＢ型メタン生成槽で処理する方法にお
いて、酸生成槽又はその流出水にマグネシウム塩を添加
すると共に、該酸生成槽の流出水をＭＡＰ生成槽で撹拌
しながらｐＨを７〜９に調整した後、ＵＡＳＢ型メタン
生成槽（以下「ＵＡＳＢ反応槽」と称す。）に通水する
ことを特徴とする。
【００１０】以下、図面を参照して本発明の嫌気性処理
法を詳細に説明する。
【００１１】図１は本発明の嫌気性処理法の一実施例方
法を説明する系統図である。
【００１２】図１に示す方法において、焼酎廃液、ウイ
スキー蒸留廃液、ビール仕込排水などの原水を、配管１
１よりまず酸生成槽１に導入し、水中の糖、タンパクな
どを、乳酸、プロピオン酸、ラク酸、酢酸などの揮発性
低級脂肪酸に分解する。即ち、酸生成槽１では、酸生成
細菌が浮遊状態で又は担体に固定された状態で存在して
おり、低級脂肪酸への分解反応が行われる。
【００１３】本実施例においては、この酸生成槽１に、
後段のＵＡＳＢ反応槽２の処理水の一部をポンプＰ1 を
備える配管１２より循環すると共に、マグネシウム（Ｍ
ｇ）塩を配管１３より添加する。
【００１４】このように、ＵＡＳＢ反応槽２の処理水の
一部を循環することにより、酸生成槽１における酸生成
による極端なｐＨ低下を防止して、酸生成速度を高める
と共に、後段のＭＡＰ生成槽２において、ｐＨ調整のた
めのアルカリ添加量の低減を図ることができる。
【００１５】この酸生成槽１内は処理水の循環水量や原
水濃度等によっても異なるが、通常ｐＨが４〜７、好ま
しくは４．８〜６．５の弱酸性状態になっており、この
中でのＭＡＰの析出はない。酸生成槽１には酸生成速度
を高めるために必要に応じてアルカリを添加することも
できるが、ｐＨはあくまでも上記範囲とするのが好まし
い。
【００１６】酸生成槽１に添加するＭｇ塩としては、水
酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）2）、酸化マグネシウ
ム（ＭｇＯ）、塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ2 ）、硫酸
マグネシウム（ＭｇＳＯ4 ）等を用いることができ、こ
れらのうち、アルカリ剤としてｐＨ調整にも有効である
ことからＭｇ（ＯＨ）2 を用いても良く、また、系内の
ｐＨが６．５を超えるような場合には、ＭｇＣｌ2 等の
酸性塩を添加する。
【００１７】Ｍｇ塩の添加割合は、除去すべきリン、即
ち、原水中のリンの１モル倍以上、好ましくは１．１〜
１．５モル倍とする。
【００１８】酸生成槽１の流出水は、次いで、配管１４
よりＭＡＰ生成槽２に送給され、槽内において撹拌され
る。撹拌は機械的撹拌でも良いが散気管１５から空気又
は窒素を曝気して撹拌するのが好ましい。なお、このよ
うに曝気することにより溶存炭酸ガスを除去することが
できる。
【００１９】このＭＡＰ生成槽２に配管１６より必要に
応じて水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）等のアルカリが添
加されることにより、ｐＨが７〜９好ましくは８〜８．
５に調整される。このＭＡＰ生成槽２でｐＨを７〜９好
ましくは８〜８．５に調整することにより、ＭＡＰ生成
槽２内で系内のＰＯ4 −Ｐ，ＮＨ4 −Ｎ及びＭｇ2+が反
応してＭＡＰの微粒子が析出する。
【００２０】この調整ｐＨが７未満ではＭＡＰの析出効
率が悪く、逆に、調整ｐＨが９を超えると、後段のＵＡ
ＳＢ反応槽３におけるメタン生成効率が低下する。
【００２１】このＭＡＰ生成槽２におけるｐＨ調整と撹
拌により、スケーリングを引き起こすことなく、ＭＡＰ
粒子が効率的に析出するようになる。特に曝気で溶存炭
酸ガスをストリッピングして除去することにより、系内
のｐＨが上昇し、ｐＨ調整のために添加するアルカリ量
を少なくすることができる。更に、後段のＵＡＳＢ反応
槽３におけるｐＨの過上昇を防止することができる。
【００２２】ＭＡＰ生成槽２に添加するアルカリとして
は、ＮａＯＨの他、水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）
2 ）等も使用可能であるが、Ｍｇ（ＯＨ）2 を添加して
ｐＨ調整とＭｇ塩の添加とを同時に行うこともできる。
即ち、この場合においては、Ｍｇ塩の添加は酸生成槽１
ではなくＭＡＰ生成槽２で行えば良い。
【００２３】ＭＡＰ生成槽２においては、曝気による撹
拌とｐＨ調整により粒径数十μｍ〜０．３ｍｍ程度のＭ
ＡＰ粒子が生成する。このようなＭＡＰ粒子の生成のた
めのＭＡＰ生成槽２の滞留時間としては１０〜６０分程
度で十分である。なお、ＭＡＰ生成槽２における曝気量
は３〜１０Ｎｍ3 ／ｍ3 ／Ｈｒ程度とするのが好まし
い。
【００２４】ＭＡＰ生成槽２の流出液は次いでポンプＰ
2 を備える配管１７よりＵＡＳＢ反応槽３に送給され
る。ＵＡＳＢ反応槽３においては、流入したＭＡＰ粒子
の表面に嫌気性生物膜が形成され、それが成長すること
によりグラニュール汚泥が成長し、有機酸からのメタン
生成反応が円滑に進行する。即ち、本発明ではＭＡＰ粒
子がグラニュール汚泥の核として機能する。
【００２５】これにより、メタン生成反応による有機物
の分解と共に、ＵＡＳＢ反応槽３内のグラニュール汚泥
内に、原水中のリン及び窒素がＭＡＰとして固定化さ
れ、有機物、リン及び窒素が除去された処理水は、その
一部が配管１２より酸生成槽１に循環され、残部は配管
１８より系外へ排出される。
【００２６】なお、生成したＭＡＰ含有グラニュール汚
泥は、ＭＡＰ析出により比重が増大することにより、沈
降性が高くなり、ＵＡＳＢ反応槽３内での浮上及びＵＡ
ＳＢ反応槽３からの流出が防止される。余剰汚泥は、配
管１９より抜き出される。
【００２７】図１に示す方法は、本発明の一実施例方法
を示すものであって、本発明はその要旨を超えない限
り、何ら図示の方法に限定されるものではない。
【００２８】例えば、ＵＡＳＢ反応槽３の処理水の一部
を循環する場合、この循環は図１に示す如く、酸生成槽
１の原水導入配管１１に循環するものに限られず、酸生
成槽１に直接循環しても良い。また、酸生成槽１の流出
水配管１４、更にはＭＡＰ生成槽２に循環しても良く、
いずれの場合も同様の効果を得ることができる。
【００２９】Ｍｇ塩の添加についても、酸生成槽１に添
加する他、原水導入配管１１、酸生成槽１の流出水配管
１４、或いはＭＡＰ生成槽２に添加しても良い。
【００３０】また、図１に示す如く、ＭＡＰ生成槽で曝
気及びｐＨ調整を行わずに、ＭＡＰ生成槽の前段に、曝
気槽を設け、前段の曝気槽で曝気した後、後段のＭＡＰ
生成槽でアルカリを添加して撹拌しながらｐＨ調整する
こともできる。この場合には、曝気槽におけるＭＡＰ析
出による散気管の目詰りを有効に防止することができ
る。
【００３１】なお、本発明の方法においては、生物反応
とＭＡＰの析出による窒素及びリンの除去を共存させる
必要上、生物の増殖量とＭＡＰ生成量をある程度の範囲
でバランスさせる必要がある。例えば、生成するＭＡＰ
が生物増殖量よりもはるかに多ければ、微生物のＳＲＴ
が維持できなくなり、生物処理が不可能となる。従っ
て、この生物反応とＭＡＰの生成とのバランスの面か
ら、本発明の方法は、実用的には、ＣＯＤcr濃度に対し
て２％程度以下のＴ−Ｐ濃度の原水に適用するのが有効
である。
【００３２】
【作用】本発明においては、ＵＡＳＢ反応槽の前段でＭ
ｇ塩を添加すると共にｐＨ調整を行ってＭＡＰ粒子を析
出させる。このＭＡＰ粒子の析出に当り、溶存炭酸ガス
を除去することにより、ｐＨ調整のために必要なアルカ
リ添加量の低減を図ることができ、また、この炭酸ガス
の除去の際のストリッピングによる撹拌作用で、スケー
リングを引き起こすことなくＭＡＰ粒子を効率的に析出
させることが可能となる。しかも、後段のＵＡＳＢ反応
槽におけるｐＨの過上昇によるメタン生成効率の低下を
防止することもできる。因みに、ストリッピングを行わ
ずにアルカリのみでｐＨ調整すると、後段のＵＡＳＢ反
応槽において有機酸がメタンに分解される際にｐＨが上
昇し、メタン生成細菌の適する上限ｐＨの８．５を超え
ることがあるため、酸でｐＨを下げる必要がでてくる。
【００３３】このようにしてＭＡＰ粒子が析出した水が
ＵＡＳＢ反応槽に流入すると、ＵＡＳＢ反応槽において
は、このＭＡＰ粒子を核としてグラニュール汚泥が成長
する。このＭＡＰ粒子はＵＡＳＢ反応槽内に継続的に供
給されるために、安定にグラニュール汚泥も増加し、Ｍ
ＡＰのグラニュール汚泥内への取り込みによるＮ、Ｐ除
去のみならず、メタン生成効率の向上という効果も奏さ
れる。
【００３４】しかも、グラニュール汚泥はＭＡＰを取り
込んでその比重が増大することにより沈降性が高めら
れ、ＵＡＳＢ反応槽内での浮上及びＵＡＳＢ反応槽から
の流出が効果的に防止される。
【００３５】
【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明する。
【００３６】実施例１
図１に示す方法に従って、下記基質を含む下記水質の原
水の処理を行った。
【００３７】原水（ｍｇ／ｌ）
グルコース： １５０００
エタノール： ５０００
酵母エキス： ６００
ＮＨ4 −Ｎ： ４００
ＰＯ4 −Ｐ： １５０
ＣＯＤcr ：約２２０００
酸生成槽、ＭＡＰ生成槽及びＵＡＳＢ反応槽の仕様並び
に処理条件は下記の通りとし、ビール工場排水を処理し
ているＵＡＳＢ反応槽より３リットル（１２５ｇ−ＶＳ
Ｓ）の種汚泥をＵＡＳＢ反応槽に植種し、酸生成槽にＭ
ｇ塩としてＭｇＣｌ2 ・６Ｈ2 Ｏを１２８０ｍｇ／ｌ
（Ｍｇ／Ｐ＝１．３モル比）添加すると共にＭＡＰ生成
槽で５リットル／リットル／Ｈｒの曝気を行った（ＭＡ
Ｐ生成槽滞留時間１７分）。酸生成槽のｐＨは６．０〜
６．２であり、ＭＡＰ生成槽のｐＨは７．４〜７．６と
なるように、２５重量％のＮａＯＨ水溶液を添加して、
３ケ月間連続運転を行った。
【００３８】処理条件等
酸生成槽：容量２．５リットル（直径１０ｃｍ×高さ３
２ｃｍ）
ＭＡＰ生成槽：容量０．５リットル（直径５ｃｍ×高さ
２５ｃｍ）
ＵＡＳＢ反応槽：容量９リットル（直径１０ｃｍ×高さ
１．２ｍ）
温度：３０℃（３０℃の恒温室内にて実施）
通液量：６．０〜６．２リットル／日
ＣＯＤcr負荷：１４．３〜１５．１ｋｇ−ＣＯＤcr／ｍ
3 ／日
処理水循環量：原水量の１０倍
ポンプ：ペリスタルティックポンプ
ＣＯＤcr除去率の推移を図２に示す。また、ＵＡＳＢ反
応槽流入水のＮＨ4 −Ｎ濃度及びＰＯ4 −Ｐ濃度と、Ｕ
ＡＳＢ反応槽流出水（処理水）のＮＨ4 −Ｎ濃度及びＰ
Ｏ4 −Ｐ濃度の推移を図３に示す。
【００３９】また、運転開始時と３ケ月連続運転後のＵ
ＡＳＢ反応槽の汚泥濃度、汚泥床高さ及び汚泥保持量を
表１に示す。
【００４０】
【表１】
【００４１】図２，３及び表１より次のことが明らかで
ある。
【００４２】即ち、本実施例において、ＵＡＳＢ反応槽
における有機物のメタンへの分解は極めて順調で、溶解
性ＣＯＤcr除去率は概ね９５％程度であった。また、Ｐ
Ｏ4−Ｐも７０％程度除去され、それにほぼ相当するＮ
Ｈ4 −Ｎが除去された。
【００４３】また、ＭＡＰを核として次々にグラニュー
ル汚泥が生成されたため、３ケ月連続運転後には汚泥濃
度（ＶＳＳ）は実験開始時のほぼ１．５倍まで増加し、
しかも、グラニュール汚泥中にＭＡＰが生成するため、
汚泥のＶＳＳ／ＳＳ比は減少して、沈降性が増した。
【００４４】なお、運転期間中は汚泥引き抜きを行って
いないが、実装置では１〜３ケ月に一度程度余剰汚泥と
してグラニュール汚泥を引き抜く必要がある。ただし、
この余剰汚泥は長期間保存可能であるため、他の装置の
立ち上げ用種汚泥として或いは肥料等として有効利用す
ることができる。
【００４５】比較例１
ＭＡＰ生成槽において曝気を行わなかったこと以外は、
実施例１と同様にして運転を行った。
【００４６】その結果、ｐＨ調整のためのアルカリ使用
量は実施例１の場合の約１．６倍となり、しかも、ＵＡ
ＳＢ反応槽におけるｐＨ上昇で溶解性ＣＯＤcrの除去率
が９２％に低下した。
【００４７】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の嫌気性処理
法によれば、焼酎廃液、ウイスキー蒸留廃液、ビール仕
込排水などの、窒素及びリンの栄養塩類を含む高濃度有
機性排水をＵＡＳＢ嫌気処理で効率的に処理して、有機
物と共に、窒素及びリンの同時除去を可能とすることが
でき、従って、後段に凝集処理、硝化／脱窒などのプロ
セスを付加することが不要であるか又は付加しても小型
の装置で良く、処理効率及び処理コストが大幅に改善さ
れる。
【００４８】更に、グラニュール汚泥の浮上、流出を防
止して、ＵＡＳＢ反応槽の菌体保持量を著しく高く維持
することもできることから、高負荷処理による効率的な
処理が可能である。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an anaerobic treatment method, and in particular, contains nutrients of nitrogen and phosphorus, such as shochu effluent, whiskey distillation effluent, and beer effluent. The present invention relates to an anaerobic treatment method in which high-concentration organic wastewater is efficiently treated by UASB anaerobic treatment so that nitrogen and phosphorus can be removed simultaneously with organic substances. 2. Description of the Related Art The UASB method, that is, the Upflow Anaerobic Sludge Blanket Process, is a method in which anaerobic bacteria (methane-producing bacteria) are granulated without using an adhering carrier. Raw water is passed upward through a reaction tank (UASB-type methane production tank) in which a sludge bed (sludge blanket) of granulated sludge (granules) formed by granulating a core substance is treated. This is a method in which a high concentration of microorganisms can be held in a reaction tank, and thus organic substances in organic wastewater can be efficiently decomposed and removed by high-load treatment. The UASB method has an organic matter load per reactor volume of 10 times as compared with the aerobic activated sludge method.
It is as high as kg-CODcr / m 3 / day or more, does not require energy for aeration, is capable of recovering energy as methane gas, and has excellent features such as generating a small amount of excess sludge. On the other hand, when a magnesium salt is present in a system in which ammoniacal nitrogen and orthophosphoric acid coexist, crystals of MgNH 4 PO 4 .6H 2 O (ammonium magnesium phosphate (MAP)) are formed under alkaline conditions. It is well known. It is said that this reaction usually proceeds on the alkali side under conditions of NH 4 —N> 100 mg / l. [0004] In the UASB method,
On the contrary, the feature that the amount of excess sludge generated is small means that the amount of nutrients in the wastewater is taken into the microbial cells. Therefore, in the UASB method, nitrogen and phosphorus contained in raw water are The effect of being taken up and removed by cells cannot be expected. For these reasons, it is difficult to remove nitrogen and phosphorus together with organic matter only by the treatment using the UASB method. In order to remove nitrogen and phosphorus that cause eutrophication in closed water bodies, nitrification / desorption is required. It is necessary to combine post-treatment processes such as nitrogen and coagulation sedimentation. [0005] By the way, as a problem in operation of the UASB method, floating and outflow of granule sludge are mentioned. Floating and spilling of granulated sludge deteriorates treated water quality and UA
In order to reduce the amount of bacterial cells in the SB reaction tank, a technique for preventing this is required. [0006] If the MAP formation reaction can be caused in a UASB reaction tank and MAP can be precipitated in granular sludge, organic substances, nitrogen and phosphorus can be simultaneously removed by the UASB method. Since the inorganic content in the sludge is relatively increased, the sedimentation of the sludge can be improved. [0007] For this reason, the raw water to which the pH has been adjusted to the alkaline side and to which the magnesium salt has been added is used as UASB
Although anaerobic treatment is also considered by the method, in this case, the MAP crystals precipitate as scale not only in the granular sludge but also in the pipes and pumps with a high flow rate, and the pipes are clogged. Causes problems such as malfunction of the pump. In particular, when scale adheres to the raw water supply pipe extending to the inside of the UASB reaction tank, it is extremely difficult to remove the scale. The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and simultaneously removes organic substances, nitrogen and phosphorus by the UASB method by depositing MAP without causing scaling, and prevents floating and outflow of granular sludge. The purpose is to provide an anaerobic treatment method to prevent. The anaerobic treatment method of the present invention is a method for treating an organic wastewater containing nitrogen and phosphorus in an acid production tank and then treating the wastewater in a UASB type methane production tank. A magnesium salt is added to the acid generation tank or its effluent , and the pH of the effluent of the acid generation tank is adjusted to 7 to 9 while stirring the effluent in the MAP generation tank, and then the UASB-type methane generation tank (hereinafter referred to as “UASB reaction”). (Referred to as "tank"). Hereinafter, the anaerobic treatment method of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a system diagram for explaining an embodiment of the anaerobic treatment method of the present invention. In the method shown in FIG. 1, raw water such as shochu waste liquid, whiskey distillation waste liquid, and beer preparation wastewater is supplied to a pipe 1.
First, it is introduced into the acid generating tank 1 to decompose sugar, protein and the like in water into volatile lower fatty acids such as lactic acid, propionic acid, lacnic acid and acetic acid. That is, in the acid production tank 1, the acid producing bacteria are present in a floating state or fixed on a carrier, and a decomposition reaction to lower fatty acids is performed. In this embodiment, the acid generating tank 1
A part of the treated water UASB reactor 2 in the subsequent stage together with the circulating from the pipe 12 with a pump P 1, magnesium (M
g) Salt is added from the pipe 13. As described above, by circulating a part of the treatment water in the UASB reaction tank 2, it is possible to prevent an extreme decrease in pH due to acid generation in the acid generation tank 1, to increase the acid generation rate, and to increase the MAP in the subsequent stage. In the production tank 2, the amount of alkali added for pH adjustment can be reduced. The acid generating tank 1 is in a weakly acidic state, usually having a pH of 4 to 7, preferably 4.8 to 6.5, although it varies depending on the circulating amount of the treated water, the concentration of the raw water, and the like. No MAP precipitation in the interior. An alkali can be added to the acid generation tank 1 as needed to increase the acid generation rate, but the pH is preferably within the above range. As the Mg salt to be added to the acid generating tank 1, magnesium hydroxide (Mg (OH) 2 ), magnesium oxide (MgO), magnesium chloride (MgCl 2 ), magnesium sulfate (MgSO 4 ) or the like can be used. Of these, Mg (OH) 2 may be used because it is also effective for pH adjustment as an alkaline agent, and when the pH in the system exceeds 6.5, MgCl 2 or the like may be used. Is added. The addition ratio of the Mg salt is at least 1 mol times the phosphorus to be removed, ie, phosphorus in the raw water, preferably 1.1 to 1.1 times.
1.5 mol times. The effluent from the acid generation tank 1 is then passed through a pipe 14
It is further fed to the MAP generation tank 2 and is stirred in the tank. The stirring may be mechanical stirring, but is preferably performed by aerating air or nitrogen from the air diffuser 15. In addition, dissolved carbon dioxide gas can be removed by aeration in this way. If necessary, an alkali such as sodium hydroxide (NaOH) is added to the MAP generation tank 2 through a pipe 16 so that the pH is 7 to 9, preferably 8 to 8.
Adjusted to 5. By adjusting the pH in the MAP generation tank 2 to 7 to 9, preferably 8 to 8.5, PO 4 —P, NH 4 —N and Mg 2+ in the system react in the MAP generation tank 2. Fine particles of MAP precipitate. If the adjusted pH is less than 7, the MAP precipitation efficiency is poor. Conversely, if the adjusted pH is more than 9, the subsequent UA
The methane production efficiency in the SB reactor 3 decreases. By adjusting the pH and stirring in the MAP generation tank 2, MAP can be performed without causing scaling.
The particles are deposited efficiently. In particular, by stripping and removing dissolved carbon dioxide gas by aeration, the pH in the system increases, and the amount of alkali added for pH adjustment can be reduced. Furthermore, it is possible to prevent an excessive increase in pH in the UASB reaction tank 3 at the subsequent stage. The alkali to be added to the MAP generation tank 2 is calcium hydroxide (Ca (OH)) in addition to NaOH.
2 ) and the like can be used, but the pH adjustment and the addition of the Mg salt can be performed simultaneously by adding Mg (OH) 2 .
That is, in this case, the addition of the Mg salt is performed in the acid generation tank 1.
Instead, it may be performed in the MAP generation tank 2. In the MAP generation tank 2, M particles having a particle size of about several tens μm to about 0.3 mm are stirred by aeration and pH adjustment.
AP particles are generated. A residence time of about 10 to 60 minutes in the MAP production tank 2 for producing such MAP particles is sufficient. In addition, it is preferable that the aeration amount in the MAP generation tank 2 is about 3 to 10 Nm 3 / m 3 / Hr. The effluent from the MAP generation tank 2 is then pump P
The water is supplied to the UASB reaction tank 3 from a pipe 17 provided with 2 . In the UASB reaction tank 3, an anaerobic biofilm is formed on the surface of the MAP particles that have flowed in, and the anaerobic biofilm grows to grow granular sludge, whereby the methane production reaction from the organic acid proceeds smoothly. That is, in the present invention, the MAP particles function as the core of the granular sludge. As a result, the organic matter is decomposed by the methane generation reaction, and the phosphorus and nitrogen in the raw water are fixed as MAP in the granular sludge in the UASB reaction tank 3, and the organic matter, phosphorus and nitrogen are removed. Part of the water is circulated through the pipe 12 to the acid generation tank 1, and the remainder is discharged out of the system through the pipe 18. The generated MAP-containing granular sludge has a high sedimentation property due to an increase in specific gravity due to MAP precipitation, and the MAP-containing granular sludge floats in the UASB reaction tank 3 and has a UA.
Outflow from the SB reaction tank 3 is prevented. Excess sludge is extracted from the pipe 19. The method shown in FIG. 1 shows one embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to the illustrated method unless it exceeds the gist of the present invention. For example, when a part of the treated water in the UASB reaction tank 3 is circulated, this circulation is not limited to the circulation in the raw water introduction pipe 11 of the acid generation tank 1 as shown in FIG. May be circulated directly to In addition, it may be circulated to the effluent pipe 14 of the acid generation tank 1 and further to the MAP generation tank 2,
In each case, a similar effect can be obtained. As for the addition of the Mg salt, it may be added to the raw water introduction pipe 11, the outflow water pipe 14 of the acid generation tank 1, or the MAP generation tank 2 in addition to the addition to the acid generation tank 1. Further, as shown in FIG. 1, without aeration and pH adjusted MAP production tank, upstream of the MAP production tank, only setting the aeration tank, after aeration in the preceding aeration tank, subsequent MAP
The pH can also be adjusted while adding an alkali in the production tank and stirring. In this case, clogging of the diffuser tube due to MAP precipitation in the aeration tank can be effectively prevented. In the method of the present invention, the biological reaction and the removal of nitrogen and phosphorus by the precipitation of MAP need to coexist, and it is necessary to balance the growth amount of the organism and the MAP production amount within a certain range. For example, the MAP to generate
Is much higher than the biological growth rate, the microbial SRT
Cannot be maintained, and biological treatment becomes impossible. Therefore, from the viewpoint of the balance between this biological reaction and the generation of MAP, the method of the present invention is practically effective to be applied to raw water having a TP concentration of about 2% or less with respect to the COD cr concentration. It is. According to the present invention, M is provided at a stage prior to the UASB reaction tank.
g The MAP particles are precipitated by adding the salt and adjusting the pH. By removing the dissolved carbon dioxide gas during the precipitation of the MAP particles, it is possible to reduce the amount of alkali added necessary for pH adjustment, and the stirring action by stripping at the time of removing the carbon dioxide gas. Thus, MAP particles can be efficiently deposited without causing scaling. In addition, it is possible to prevent a decrease in methane production efficiency due to an excessive increase in pH in the subsequent UASB reaction tank. By the way, when the pH is adjusted only with alkali without stripping, the pH rises when the organic acid is decomposed into methane in the subsequent UASB reaction tank, and exceeds the suitable upper limit pH of 8.5 for methanogenic bacteria. Therefore, it is necessary to lower the pH with an acid. When the water on which the MAP particles are precipitated flows into the UASB reaction tank, granular sludge grows in the UASB reaction tank with the MAP particles as nuclei. Since the MAP particles are continuously supplied into the UASB reaction tank, the granular sludge also increases stably,
In addition to the removal of N and P by the incorporation of the AP into the granular sludge, the effect of improving the methane production efficiency is exhibited. Moreover, the granular sludge takes in the MAP and increases its specific gravity, whereby the sedimentation property is enhanced, and the floating in the UASB reaction tank and the outflow from the UASB reaction tank are effectively prevented. The present invention will be described more specifically below with reference to examples and comparative examples. Example 1 According to the method shown in FIG. 1, raw water having the following quality and containing the following substrate was treated. Raw water (mg / l) Glucose: 15000 Ethanol: 5000 Yeast extract: 600 NH 4 -N: 400 PO 4 -P: 150 COD cr : about 22000 Specifications of acid generation tank, MAP generation tank and UASB reaction tank The treatment conditions were as follows, and 3 liters (125 g-VS) from a UASB reaction tank treating beer factory wastewater.
The seed sludge of S) is seeded in a UASB reaction tank, and M
1280 mg / l of MgCl 2 .6H 2 O as a salt
(Mg / P = 1.3 mol ratio) and aeration at 5 L / L / Hr was performed in the MAP generation tank (MA
P production tank residence time 17 minutes). The pH of the acid generation tank is 6.0-6.0
6.2, and a 25 wt% aqueous solution of NaOH was added so that the pH of the MAP generation tank was 7.4 to 7.6.
The continuous operation was performed for three months. Treatment conditions, etc. Acid generation tank: 2.5 liter capacity (diameter 10 cm × height 3)
MAP generation tank: capacity 0.5 liter (diameter 5 cm × height 25 cm) UASB reaction tank: capacity 9 liter (diameter 10 cm × height 1.2 m) Temperature: 30 ° C. (implemented in a constant temperature chamber at 30 ° C.) Flow rate: 6.0 to 6.2 liters / day COD cr load: 14.3 to 15.1 kg-COD cr / m
3 / day Treated water circulation amount: 10 times the raw water amount Pump: Peristaltic pump COD cr Removal rate transition is shown in FIG. Further, the NH 4 —N concentration and PO 4 —P concentration of the UASB
NH 4 —N concentration and P of ASB reaction tank effluent (treated water)
FIG. 3 shows changes in the O 4 -P concentration. At the start of operation and after three months of continuous operation, U
Table 1 shows the sludge concentration, sludge bed height and sludge holding amount of the ASB reaction tank. [Table 1] The following is clear from FIGS. 2 and 3 and Table 1. That is, in this example, the decomposition of organic matter into methane in the UASB reaction tank was extremely smooth, and the removal rate of soluble COD cr was about 95%. Also, P
O 4 -P is also removed by about 70%, and N
H 4 -N was removed. Since granule sludge was generated one after another with MAP as a core, the sludge concentration (VSS) increased to about 1.5 times that at the start of the experiment after three months of continuous operation.
Moreover, since MAP is generated in the granular sludge,
The VSS / SS ratio of the sludge decreased and the sedimentation increased. Although sludge extraction is not performed during the operation period, it is necessary to extract granule sludge as surplus sludge about once every 1 to 3 months in the actual apparatus. However,
Since this excess sludge can be stored for a long period of time, it can be effectively used as seed sludge for starting other devices or as fertilizer. Comparative Example 1 Except that no aeration was performed in the MAP generation tank,
The operation was performed in the same manner as in Example 1. As a result, the amount of alkali used for pH adjustment was about 1.6 times that of Example 1, and UA
The increase in pH in the SB reactor reduced the rate of removal of soluble COD cr to 92%. As described in detail above, according to the anaerobic treatment method of the present invention, high-concentration organic substances containing nutrients of nitrogen and phosphorus, such as shochu waste liquid, whiskey distillation waste liquid, and beer preparation wastewater. The wastewater can be efficiently treated by UASB anaerobic treatment to enable the simultaneous removal of nitrogen and phosphorus together with organic substances, thus eliminating the need for additional processes such as coagulation and nitrification / denitrification at the subsequent stage. Or a small device may be added, and processing efficiency and processing cost are greatly improved. Furthermore, since the floating and outflow of the granular sludge can be prevented, and the amount of cells retained in the UASB reaction tank can be kept extremely high, efficient treatment by high load treatment is possible.
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の嫌気性処理法の一実施例方法を説明す
る系統図である。
【図２】実施例１におけるＣＯＤcr除去率の推移を示す
グラフである。
【図３】実施例１におけるＵＡＳＢ反応槽流入水のＮＨ
4 −Ｎ濃度及びＰＯ4 −Ｐ濃度と、ＵＡＳＢ反応槽流出
水（処理水）のＮＨ4 −Ｎ濃度及びＰＯ4 −Ｐ濃度の推
移を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 酸生成槽
２ ＭＡＰ生成槽
３ ＵＡＳＢ反応槽BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a system diagram illustrating an embodiment of an anaerobic treatment method of the present invention. FIG. 2 is a graph showing a transition of a COD cr removal rate in Example 1. FIG. 3 shows the NH of the UASB reaction tank inflow water in Example 1.
4 and -N concentration and PO 4 -P concentration is a graph showing a change in the NH 4 -N concentration and PO 4 -P concentration of UASB reactor effluent (treated water). [Description of Signs] 1 Acid generation tank 2 MAP generation tank 3 UASB reaction tank
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(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C02F 3/28 - 3/34 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) C02F 3/28-3/34