JP5140622B2 - 排水処理方法 - Google Patents
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Description
即ち、本実施形態の排水処理方法は、水酸化テトラアルキルアンモニウムを含有する排水と糖類とを混合する混合工程と、前記水酸化テトラアルキルアンモニウムを含有する前記排水を前記糖類の存在下で嫌気性微生物を利用して嫌気処理する嫌気処理工程と、嫌気処理された前記排水を処理水と汚泥とに分離する分離工程とを実施する。
即ち、前記混合工程では、例えば、前記排水が貯留されている原水槽1、及び、該原水槽1から供給された前記排水と前記糖類とが混合される集合槽2を用いる。詳しくは、例えば原水槽1に貯留されている、水酸化テトラアルキルアンモニウムを含有する排水を前記集合槽2に供給し、該集合槽2に供給された前記排水に前記糖類を添加する。このようにして、水酸化テトラアルキルアンモニウムを含有する排水と前記糖類とを混合する。
前記単糖類としては、グルコース、フルクトース、ガラクトースなどが挙げられる。前記二糖類としては、スクロース、ラクトース、トレハロース、マルトースなどが挙げられる。前記オリゴ糖としては、ラフィノース、パノース、メレジトース、ゲンチアノース、スタキオースなどが挙げられる。前記多糖類としては、デンプン、グリコーゲン、アガロース、ペクチン、キサンタンガムなどが挙げられる。
前記糖類は、1種を単独で用いることができ、または、2種以上を組み合わせて用いることができる。
また、前記糖類の添加量が、水酸化テトラアルキルアンモニウムの有機炭素量の1重量部に対して2重量部以下の有機炭素量となる量であることにより、より好ましくは1重量部以下の有機炭素量となる量であることにより、嫌気性微生物に代謝されてより低分子の化合物へと分解される有機性物質が減少するため、嫌気性微生物の代謝活動に対する負荷がより低く抑えられ得るという利点がある。即ち、有機性物質の1種である前記糖類を分解するための代謝活動がより低く抑えられ、その分、水酸化テトラアルキルアンモニウムを分解するための代謝がより高くなり得るという利点がある。また、嫌気性微生物の代謝活動に対する負荷がより低く抑えられ得るため、嫌気性微生物の代謝活動が限界に達しにくく、有機性物質である水酸化テトラアルキルアンモニウムの濃度が上昇した場合であっても、安定した排水処理が可能となり得るという利点がある。
詳しくは、前記嫌気処理工程では、前記排水に含まれる水酸化テトラアルキルアンモニウムの量を測定しつつ、該測定により求めた水酸化テトラアルキルアンモニウムの有機炭素量の1重量部に対して、0.5〜2重量部の有機炭素量となる量の糖類の存在下で前記排水を嫌気処理することが好ましい。
なお、前記嫌気処理においては、嫌気性微生物の代謝活動により様々な有機性物質がより低分子の化合物へと分解され、また、様々な無機性物質が他の物質へと代謝され得る。前記嫌気処理において生成され得るものとしては、メタン、炭酸ガスなどの他、アンモニア、水素、硫化水素などが挙げられる。具体的には、前記嫌気処理により、処理される有機性物質の一部が分解されて、メタンなどを含むバイオガスが生成し得る。このバイオガスは、前記リアクター3から回収されて例えば燃料として用いられ得る。
また、前記汚泥としては、有機性排水を嫌気処理している汚泥を用いることができる。具体的には、化学工場排水、製紙排水、下水汚泥、食品排水、洗毛排水などの有機性排水を嫌気処理している嫌気汚泥を用いることができ、より具体的には、澱粉などの糖類を含む有機性排水を嫌気処理している嫌気汚泥を用いることが好ましい。
なお、分離工程は、上記のように分離槽4を用いて実施する代わりに、前記リアクター3上部に複数の傾斜板で構成されたGSS装置(気固液分離装置)などの固液分離手段を設けることで、実施することができる。
なお、嫌気処理の方式が固定床式の場合は、前記分離槽4で分離した汚泥は、通常、リアクターに送らないものの、リアクター内の嫌気汚泥濃度が減少した場合には、前記分離槽4で分離された汚泥を前記リアクター3に送ることができる。これにより、嫌気汚泥濃度を回復できるという利点がある。
また、一般の排水処理方法において用いられる種々の態様を、本発明の効果を損ねない範囲において、採用することができる。
図1に示される排水処理フローに準じ、嫌気的に処理する排水処理を次のようにして実施した。
内径100mmφ、液面高さ635mmの5L容積のリアクターに、食品工場排水処理設備(UASB設備)のグラニュール汚泥を汚泥濃度が25,000mg/Lとなるように充填した。原水槽には、水酸化テトラアルキルアンモニウムとしての水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)または糖類としてのグルコースが適宜、所定量添加される排水、即ち、人工的に調製できる模擬排水を貯留しておいた。斯かる模擬排水を集合槽に送り、集合槽にある排水のpH調整値は7.0とした。集合槽にある排水をリアクターの底部から供給した。リアクター内水温は35℃となるように制御した。このような条件で、原水槽に適宜所定量のTMAH又はグルコースを添加しながら、嫌気処理による排水処理を実施した。
具体的には、表1に示す条件で排水処理を実施した。即ち、開始52日目までは、全有機炭素量(TOC)が2640(mg/L)程度となるように、排水中のTMAH濃度を5000mg/Lに設定した。なお、1日当たりの排水の供給量を1.7Lとして排水処理を実施した。
試験開始後10日目頃よりTOC除去率が上昇を始め、20日目に100%近くのTOC除去率となったが、20日をこえると除去率が低下し始めたため、開始52日目にグラニュール汚泥を開始時と同様のものに交換し、かつ、全有機炭素量(TOC)が1320(mg/L)程度となるように、排水中のTMAH濃度を2500mg/Lに設定し、1日あたりの排水の供給量を3.7Lとして排水処理を続けた。
TOC除去率は上昇を開始したが再び急激に低下したため、開始75日目にTMAH及びグルコースによる全有機炭素量(TOC)がそれぞれ1320(mg/L)程度となるようにグルコースを添加しながら排水処理を続けた。
開始114日目以降は、再びグルコースの添加を中止してTMAHのみとし、開始145日目で試験を終了した。
TMAHの分解性は、リアクター上部から排出されてから分離槽で分離された処理水をNo.5Cのろ紙(JIS P 3801〔ろ紙(化学分析用)〕に規定される5種Cに相当)によりろ過したろ過水の処理水TOC濃度(S−TOC)、および、集合槽に供給する排水の排水TOC濃度(S−TOC)を測定した値により評価した。より詳しくは、これら2種のTOC濃度を経時的に測定し、その時点における排水TOC濃度と処理水TOC濃度との差を排水TOC濃度で除した値を溶解性TOC除去率(S−TOC除去率)として算出した。なお、TOC濃度は、市販の全有機炭素濃度計を用いて測定した。S−TOC除去率を示すグラフを図2に示す。
さらに、TMAHの濃度をイオンクロマトグラフィー法で分析し、上記TOC濃度と同様な方法により、除去率を算出した。TMAH濃度測定によるTMAHの除去率を示すグラフを図3に示す。
さらに付言するならば、TMAH濃度が5,000mg/Lの場合では、2,500mg/Lの場合と同様に、一時的に100%近い除去率が得られているため、TMAHによる嫌気性微生物の生育阻害はほとんどないものと考えられる。従って、このTMAH濃度においてもグルコースを添加すると、2,500mg/Lの場合と同様に、TMAHの分解活性の低下が抑制され得ると考えられる。
グラニュール汚泥を交換しなかった点、その他、表2に示す条件に変更した点以外は、試験例1の処理条件と同様に排水処理を実施した。1日当たりの排水の供給量は、7.3Lより開始し、38〜66日目において9.7Lとし、66〜82日目において11Lとした。S−TOC除去率を示すグラフを図4に、TMAH濃度測定によるTMAHの除去率を示すグラフを図5にそれぞれ示す。
即ち、TMAHの有機炭素重量の1重量部に対して0.5重量部以上の全有機炭素重量に相当する量のグルコースを添加することにより、TMAHの分解活性を高く維持させることができる。
即ち、TMAHの有機炭素重量の1重量部に対して0.5重量部以上の全有機炭素重量に相当する量の廃糖蜜を添加することにより、TMAHの分解活性を高く維持させることができる。
2・・・集合槽
3・・・リアクター
4・・・分離槽
5・・・処理水槽
Claims (4)
- 水酸化テトラアルキルアンモニウムを含有する排水の排水処理方法であって、上向流式嫌気性汚泥床(UASB)方式によって前記排水を糖類の存在下で嫌気処理することを特徴とする排水処理方法。
- 前記糖類が単糖類である請求項1記載の排水処理方法。
- 前記単糖類がグルコースである請求項2記載の排水処理方法。
- 前記排水に含まれる水酸化テトラアルキルアンモニウムの有機炭素量の1重量部に対して0.5〜2重量部の有機炭素量となる量の前記糖類の存在下で前記排水を嫌気処理する請求項1〜3のいずれかに記載の排水処理方法。
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