JP6173887B2 - Glycols-containing wastewater treatment method, glycols-containing wastewater treatment device, and sludge used in these - Google Patents
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Description
本発明は、グリコール類含有廃水の処理方法、グリコール類含有廃水処理装置及びこれらに用いられる汚泥に関する。 The present invention relates to a method for treating glycol-containing wastewater, a glycol-containing wastewater treatment device, and sludge used in these.
従来、工業排水や生活排水を処理する方法として、微生物を利用した生物学的処理方法が提案されている。例えば、特許文献1には、エチレングリコールを含有する廃水の処理方法として、単離された菌株により、好気的条件下でエチレングリコールを分解する方法が開示されている。この方法は、当該菌株を含む汚泥が保持された反応槽にエチレングリコールを含有する廃水を通じることにより、反応槽内で当該菌株によってエチレングリコールを分解するものである。 Conventionally, biological treatment methods using microorganisms have been proposed as methods for treating industrial wastewater and domestic wastewater. For example, Patent Document 1 discloses a method for decomposing ethylene glycol under an aerobic condition using an isolated strain as a method for treating wastewater containing ethylene glycol. In this method, by passing waste water containing ethylene glycol through a reaction tank in which sludge containing the strain is retained, ethylene glycol is decomposed by the strain in the reaction tank.
しかしながら、特許文献1に開示された方法において使用される微生物は好気性であることから、当該微生物を含む汚泥を反応槽内に保持するためにはポンプ等によって空気を供給する必要がある。そのため、電力消費量が多くなるという問題がある。また、汚泥の保持のために空気の供給とともに大量の気体を放出することになるため、反応槽内で悪臭が生じる場合には脱臭装置を設ける必要がある。そのため、装置が大型化したり、脱臭装置の維持のためにコストが余計にかかるという問題がある。 However, since the microorganisms used in the method disclosed in Patent Document 1 are aerobic, it is necessary to supply air with a pump or the like in order to keep the sludge containing the microorganisms in the reaction tank. Therefore, there is a problem that power consumption increases. In addition, since a large amount of gas is released together with the supply of air to maintain the sludge, it is necessary to provide a deodorizing device when a bad odor is generated in the reaction tank. For this reason, there is a problem that the apparatus is increased in size or costs are increased for maintaining the deodorizing apparatus.
また、好気的条件で行われる活性汚泥法では、反応槽内で汚泥を沈澱させることによって上澄みとなった処理済水が回収される。しかし、反応槽内に供給された空気が汚泥内を上昇していくことによって汚泥の沈澱が妨げられるため、反応槽内の汚泥濃度をある程度以上高めると上澄みが形成されにくくなって処理済水の回収が困難となる。そのため、汚泥濃度がある程度高い状態では、さらに汚泥濃度を高めることによって処理能力を高めることは困難であるという問題がある。また、膜分離法によって汚泥と処理済水とを分離することもできるが、この場合には膜分離装置が別途必要になるため、余計にコストがかかるという問題がある。 Moreover, in the activated sludge method performed on an aerobic condition, the treated water which became the supernatant by recovering sludge in a reaction tank is collect | recovered. However, since the air supplied into the reaction tank rises in the sludge, the sedimentation of the sludge is hindered. Therefore, if the concentration of the sludge in the reaction tank is increased to a certain extent, it becomes difficult to form a supernatant and the treated water Recovery becomes difficult. Therefore, in a state where the sludge concentration is high to some extent, there is a problem that it is difficult to increase the treatment capacity by further increasing the sludge concentration. In addition, sludge and treated water can be separated by a membrane separation method. However, in this case, a membrane separation device is separately required, which causes an additional cost.
これらに鑑みて、汚泥への空気の供給が不要である嫌気的条件で行われるUASB(Upflow Anaerobic Sludge Blanket)法を採用することが考えられるが、UASB法によりグリコール類を含有する廃水を効率的に処理する方法は確立されていない。 In view of these, it is conceivable to adopt the UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) method, which is performed under anaerobic conditions in which the supply of air to the sludge is unnecessary. However, wastewater containing glycols can be efficiently used by the UASB method. The method of processing is not established.
そこで、本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、グリコール類を含有する廃水をUASB法によって高効率で処理することができるとともに、コストの低減が図られるグリコール類含有廃水の処理方法、グリコール類含有廃水装置及びこれらに使用される汚泥を提供しようとするものである。 Therefore, the present invention has been made in view of such a background, and can treat wastewater containing glycols with high efficiency by the UASB method, and can also reduce the cost of glycols-containing wastewater. It is intended to provide a glycol-containing wastewater device and sludge used in these.
本発明の一態様は、グリコール類含有廃水を、UASB(Upflow Anaerobic Sludge Blanket)反応槽に備えられた汚泥を通じて嫌気的に処理するグリコール類含有廃水の処理方法において、
上記汚泥は複数種類の微生物からなる微生物群を含み、該微生物群において、ペロバクター(Pelobacter)属に属する微生物及びメタン菌(Methanogen)のいずれか一方の存在割合が最も高く、他方の存在割合が次に高いことを特徴とするグリコール類含有廃水の処理方法にある。
One aspect of the present invention is a method for treating glycol-containing wastewater, wherein the glycol-containing wastewater is treated anaerobically through sludge provided in a UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) reaction tank.
The sludge includes a microorganism group consisting of a plurality of types of microorganisms, and in the microorganism group, either one of microorganisms belonging to the genus Pelobacter or Methanogen is the highest, and the other is the next. It is in the processing method of the wastewater containing glycols characterized by being very high.
本発明の他の態様は、グリコール類含有廃水を嫌気的に処理するための処理装置に使用される汚泥において、
該汚泥は複数の微生物からなる微生物群を含むとともに、該微生物群において、ペロバクター(Pelobacter)属に属する微生物及びメタン菌(Methanogen)のいずれか一方の存在割合が最も高く、他方の存在割合が次に高いことを特徴とする汚泥にある。
Another aspect of the present invention is a sludge used in a treatment apparatus for anaerobically treating glycol-containing wastewater,
The sludge contains a microorganism group consisting of a plurality of microorganisms, and in the microorganism group, either one of microorganisms belonging to the genus Perobacter or Methanogen is the highest, and the other is the next. The sludge is characterized by a high price.
本発明のさらに他の態様は、上記汚泥が保持されたUASB反応槽を備えることを特徴とするグリコール類含有廃水処理装置にある。 Still another aspect of the present invention is a glycol-containing wastewater treatment apparatus including a UASB reaction tank in which the sludge is retained.
本発明の一態様である上記グリコール類含有廃水の処理方法においては、UASB反応槽を備えられた汚泥を構成する微生物群には、ペロバクター属に属する微生物とメタン菌とが多く含まれている。ペロバクター属に属する微生物には嫌気的条件下でグリコール類を有機酸に分解する能力を有する微生物が分類されており、かつ、メタン菌は有機酸を分解する。当該処理方法にはこのような微生物からなる微生物群を含む汚泥が積極的に用いられる。そのため、当該処理方法によれば、廃水に含まれるグリコール類が嫌気的条件下で効率的に分解され、グリコール類含有廃水が効率的に処理されることとなる。さらに、グリコール類の分解は嫌気的条件下でなされるため、汚泥に空気を供給するポンプが不要になるとともに、反応槽全体が密閉された状態にできるため、悪臭が発生する場合においても脱臭装置が不要になる。これにより、装置の小型化が図られるとともに、製造コスト及びランニングコストの低減が図られる。 In the glycols-containing wastewater treatment method according to one aspect of the present invention, the microorganism group constituting the sludge provided with the UASB reaction tank contains a large number of microorganisms belonging to the genus Perovacter and methane bacteria . The microorganism belonging to Perobakuta genus are classified microorganism having ability to decompose the organic acid glycol under anaerobic conditions, and methane bacteria you decompose organic acids. In the treatment method, sludge containing a microorganism group consisting of such microorganisms is actively used. Therefore, according to the treatment method, glycols contained in the wastewater are efficiently decomposed under anaerobic conditions, and the glycols-containing wastewater is efficiently treated. Furthermore, since the glycols are decomposed under anaerobic conditions, a pump for supplying air to the sludge is not required, and the entire reaction tank can be sealed, so that a deodorizing device can be used even when bad odor is generated. Is no longer necessary. As a result, the apparatus can be miniaturized and the manufacturing cost and running cost can be reduced.
また、本発明の他の態様である上記汚泥においては、グリコール類含有廃水を処理する際に当該汚泥が使用されることにより、上述の通り、嫌気的条件下でグリコール類が効率的に分解されることにより、グリコール類含有廃水が効率的に処理されるとともに、コストの低減が図られる。 Further, in the sludge, which is another aspect of the present invention, glycols are efficiently decomposed under anaerobic conditions as described above by using the sludge when treating glycols-containing wastewater. As a result, the waste water containing glycols can be efficiently treated and the cost can be reduced.
また、本発明のさらに他の態様である上記汚泥が保持されたUASB反応槽を備えるグリコール類含有廃水処理装置によれば、上述の通り、嫌気的条件下でグリコール類が効率的に分解されることにより、グリコール類含有廃水が効率的に処理されるとともに、コストの低減が図られる。 Moreover, according to the glycol-containing wastewater treatment apparatus including the UASB reaction tank in which the sludge is retained according to still another aspect of the present invention, the glycols are efficiently decomposed under anaerobic conditions as described above. As a result, the glycol-containing wastewater is efficiently treated and the cost is reduced.
上記グリコール類含有廃水は、エチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどのグリコール類が含まれる廃水をいうものとする。上記グリコール類含有廃水として、例えば、エチレングリコール及びプロピレングリコールが封入された防振ゴムを製造する工程で排出される廃水や、エチレングリコールが含まれたエンジン用冷却液(LLC)の廃水を採用することができる。 The glycol-containing wastewater refers to wastewater containing glycols such as ethylene glycol, propylene glycol, polyethylene glycol, and polypropylene glycol. As the glycol-containing waste water, for example, waste water discharged in a process for producing anti-vibration rubber in which ethylene glycol and propylene glycol are enclosed, or engine coolant (LLC) waste water containing ethylene glycol is adopted. be able to.
上記汚泥に含まれるすべての微生物に対する上記プロテオバクテリア(Proteobacteria)門に属する微生物の存在割合が30〜45%であるとともに、ユーリアーキオータ(Euryarchaeota)門に属する微生物の存在割合が15〜25%であることが好ましい。これにより、廃水に含まれるグリコール類の有機酸への分解と、当該分解産物である有機酸の分解とがバランスよく行われることとなる。その結果、グリコール類含有廃水を一層効率的に処理することができる。 The proportion of microorganisms belonging to the Proteobacteria gate to all microorganisms contained in the sludge is 30 to 45%, and the proportion of microorganisms belonging to the Euryarchaeota gate is 15 to 25%. Preferably there is. Thereby, decomposition | disassembly to the organic acid of glycols contained in wastewater and decomposition | disassembly of the organic acid which is the said decomposition product will be performed with good balance. As a result, glycol-containing wastewater can be treated more efficiently.
上記プロテオバクテリア(Proteobacteria)門に属する微生物には、ペロバクター(Pelobacter)属に属する微生物が含まれていることが好ましい。ペロバクター属に属する微生物は、嫌気的条件下において高いエチレングリコール分解活性を有するため、廃水に含まれるエチレングリコールの有機酸への分解が一層促進され、エチレングリコール含有廃水を一層効率的に処理することができる。 The microorganism belonging to the Proteobacteria gate preferably includes a microorganism belonging to the genus Pelobacter. Microorganisms belonging to the genus Perovacter have high ethylene glycol decomposing activity under anaerobic conditions, so that the decomposition of ethylene glycol contained in wastewater into organic acid is further promoted, and ethylene glycol-containing wastewater is treated more efficiently. Can do.
上記ユーリアーキオータ(Euryarchaeota)門に属する微生物には、メタン菌(Methanogen)が含まれていることが好ましい。当該メタン菌は、グリコール類の分解産物である有機酸を炭素源にしてメタンを生成する能力を有する。そのため、当該処理方法によれば、グリコール類含有廃水から効率よくメタンが生成・回収され、回収されたメタンを種々のエネルギー源として有効活用することが可能となる。 The microorganism belonging to the Euryarchaeota gate preferably contains Methanogen. The methane bacterium has an ability to produce methane using an organic acid, which is a decomposition product of glycols, as a carbon source. Therefore, according to the said processing method, methane is efficiently produced | generated and collect | recovered from glycol containing waste water, and it becomes possible to utilize effectively the collect | recovered methane as various energy sources.
上記汚泥に含まれる微生物群を構成する複数種類の微生物はすべて野生株であることが好ましい。これにより、汚泥には人為的操作により変異が導入された微生物が含まれないため、当該処理方法により処理された処理済水を河川等の自然界に放流することが容易となる。 It is preferable that the plurality of types of microorganisms constituting the microorganism group contained in the sludge are all wild strains. As a result, since the sludge does not contain microorganisms introduced with mutations by human manipulation, it becomes easy to discharge the treated water treated by the treatment method to the natural world such as a river.
本発明の他の態様である上記汚泥は、グラニュール汚泥であることが好ましい。当該汚泥がUASB反応槽に使用されることにより、グリコール類含有廃水処理装置を構築することが容易となり、当該処理装置によってグリコール類含有廃水を効率的に処理することができる。 The sludge that is another aspect of the present invention is preferably granular sludge. By using the sludge in the UASB reaction tank, it becomes easy to construct a glycol-containing wastewater treatment apparatus, and the glycol-containing wastewater can be efficiently treated by the treatment apparatus.
本発明のさらに他の態様である上記汚泥が保持されたUASB反応槽を備えるグリコール類含有廃水処理装置において、上記UASB反応槽から排出される処理済水が供給されるDHS(Downflow Hanging Sponge)反応槽を有することが好ましい。これにより、UASB反応槽から排出される処理済水に含まれる有機物をDHS反応槽によって好気的条件下で処理することができるため、当該装置全体におけるグリコール類含有廃水の処理効率が一層向上する。 In a glycol-containing wastewater treatment apparatus including a UASB reaction tank in which the sludge is retained according to still another aspect of the present invention, a DHS (Downflow Hanging Sponge) reaction in which treated water discharged from the UASB reaction tank is supplied. It is preferable to have a tank. Thereby, since the organic substance contained in the treated water discharged from the UASB reaction tank can be processed under the aerobic condition by the DHS reaction tank, the treatment efficiency of glycol-containing wastewater in the entire apparatus is further improved. .
(実施例1)
本例の実施例に係るグリコール類含有廃水の処理方法、グリコール類含有廃水処理装置及びこれらに用いられる汚泥につき、図1〜図7を用いて説明する。
本例のグリコール類含有廃水の処理方法は、図1に示すように、グリコール類含有廃水を、UASB反応槽10に備えられた汚泥60を通じて嫌気的に処理するグリコール類含有廃水の処理方法である。そして、汚泥60は複数種類の微生物からなる微生物群を含み、該微生物群において、プロテオバクテリア(Proteobacteria)門に属する微生物及びユーリアーキオータ(Euryarchaeota)門に属する微生物のいずれか一方(本例では、プロテオバクテリア門に属する微生物)の存在割合が最も高く、他方(本例では、ユーリアーキオータ門に属する微生物)の存在割合が次に高い。
Example 1
A method for treating glycols-containing wastewater, an apparatus for treating glycols-containing wastewater, and sludge used in these will be described with reference to FIGS.
The glycols-containing wastewater treatment method of this example is a glycols-containing wastewater treatment method that anaerobically treats glycols-containing wastewater through the
以下、本例の処理方法について詳述する。
まず、本例において使用するグリコール類含有廃水処理装置(以降において「処理装置」ともいう)1は、図1に示すように、UASB反応槽10、DHS反応槽20、廃水貯留部30、ガス回収部40及び処理済水回収部50を備える。
Hereinafter, the processing method of this example will be described in detail.
First, as shown in FIG. 1, a glycol-containing wastewater treatment apparatus (hereinafter also referred to as “treatment apparatus”) 1 used in this example is a
UASB反応槽10は有底円筒状の反応槽本体11と、反応槽本体11の側面に設けられたポート12a〜12dと、反応槽本体11の上部に設けられた気液固3相分離装置13を有する。ポート12a〜12dは下部側から上部側に向かって順に並ぶようにそれぞれ配置されている。ポート12aは反応槽本体11の下端部から12cm上側に位置しており、ポート12bは反応槽本体11の下端部から17cm上側に位置しており、ポート12cは反応槽本体11の下端部から33cm上側に位置している。ポート12a〜12dを介して、UASB反応槽10内の汚泥60や供給廃水32がサンプリングされる。なお、通常、ポート12a〜12dは閉じられており、UASB反応槽10内は密閉された状態に保たれている。UASB反応槽10の容量は10Lである。
The
UASB反応槽10の反応槽本体11には汚泥60が充填されている。汚泥60は、食品産業廃水の処理に使用されている中温UASB反応槽から採取したグラニュール汚泥を反応槽本体11に植種して形成されたものである。汚泥60は、粒径0.5〜2.0mm程度のグラニュール汚泥である。
The
UASB反応槽10の下部には廃水供給路31が接続されている。廃水供給路31を介して、廃水貯留部30に貯留された供給廃水32がUASB反応槽10の下部に供給される。供給廃水32は廃水供給路31を介して、UASB反応槽10の下部に所定の流速で供給される。供給された供給廃水32は反応槽本体11内を上昇するとともに汚泥60を通じて嫌気的に処理される。
A
UASB反応槽10の上部を形成する気液固3相分離装置13は、上記処理によって生じたバイオガスをUASB処理済水等から分離する。気液固3相分離装置13にはガス回収部40が接続されている。ガス回収部40は気液固3相分離装置13によって分離されたバイオガスを回収する。また、気液固3相分離装置13には、汚泥60を通じて処理された供給廃水32の上澄み(UASB処理済水)をDHS反応槽20に供給する処理済水供給路15が接続されている。
The gas-liquid solid three-
DHS反応槽20内には、生活排水から自然発生的に増殖した汚泥が保持されたスポンジ担体(図示せず)がランダムに配置されている。なお、当該スポンジ担体はプラスチック製のネットリングによって覆われている。DHS反応槽20の容量は11Lである。DHS反応槽20の上部には上記処理済水供給路15が接続されている。
In the
処理済水供給路15を介して、DHS反応槽20の上部に供給されたUASB処理済水は、DHS反応槽20内に滴下されて好気的に処理される。これにより生じたDHS処理済水は、DHS反応槽20の下部に設けられた処理済水排出路21から処理済水回収部50によって回収される。また、DHS反応槽20の下部には、処理済水排出路21とは別に、DHS処理済水の一部をUASB反応槽10の廃水供給路31を導く還流路22が接続されている。これにより、DHS処理済水の一部は還流路22を介して供給廃水32とともにUASB反応槽10に還流される。本例では、UASB反応槽10に供給される供給廃水32の供給量の5倍の量のDHS処理済水がUASB反応槽10に還流される。なお、処理装置1は、35℃に制御された恒温室に設置されている。
The UASB-treated water supplied to the upper part of the
本例の処理装置1による、供給廃水(グリコール類含有廃水)32の処理能力について、以下の試験を行った。
まず、上記処理装置1の運転後、所定日数経過後におけるUASB処理済水及びDHS処理済水のCOD濃度を測定した。なお、これらとの比較のために、供給廃水32のCOD濃度も合わせて測定した。また、供給廃水32の処理によるバイオガス生成量を計測した。
The following tests were conducted on the treatment capacity of the supplied wastewater (glycols-containing wastewater) 32 by the treatment apparatus 1 of this example.
First, the COD concentration of UASB-treated water and DHS-treated water after a predetermined number of days had elapsed after the operation of the treatment apparatus 1 was measured. For comparison with these, the COD concentration of the
COD濃度の測定方法は、重クロム酸カリウム法に従って、水質分析器(DR−2800、HACH社製)を用いて行った。また、バイオガス生成量の計測は、脱硫した後、湿式ガスメータ(WS−1、Shinagawa社製)を用いて行った。バイオガスの成分組成の分析は、TCD検出器ガスクロマトグラフ(GC−8A、Shimadzu社製)を用いて行った。 The COD concentration was measured using a water quality analyzer (DR-2800, manufactured by HACH) according to the potassium dichromate method. Moreover, the biogas production amount was measured using a wet gas meter (WS-1, manufactured by Shinagawa) after desulfurization. Analysis of the biogas component composition was performed using a TCD detector gas chromatograph (GC-8A, manufactured by Shimadzu).
供給廃水32の原液として、本例では、エチレングリコールとプロピレングリコールとが封入された防振ゴムを製造する工程で排出された廃水が用いられた。供給廃水32の原液のpH、SS(懸濁物質)濃度、全COD濃度、溶解性COD濃度、及び各含有元素濃度を表1に示す。
供給廃水32の原液には、8%(w/v)のエチレングリコールと、2%(w/v)のプロピレングリコールとが含まれていた。当該原液が希釈水によって希釈されたものを供給廃水32とした。なお、本例では、供給廃水32の原液が、還流路22を介して供給されたDHS処理済水と希釈水とによって10倍に希釈された状態でUASB反応槽10に供給されるようにした。供給廃水32には、重炭酸ナトリウムが1g-NaHCO3/g-CODとなるように添加された。さらに栄養塩として、塩化アンモニウム、リン酸水素二カリウムが、COD:N:P=100:10:1となるように添加された。表1に示すように、供給廃水32の原液に含まれるCODの大半が溶解性CODであり、SSは少なかった。
The stock solution of
上記処理装置1は、供給廃水濃度2,500mg−COD/Lで立ち上げ、355日間運転をさせた。そのうち、運転開始から189日経過までは運転条件の最適条件の検討を行った。運転開始から190日以降は最適条件下で運転を行った。運転開始後190日経過から355日経過までのCOD濃度の変化を表すグラフを図2に示し、COD除去率の変化を表すグラフを図3に示す。また、運転開始後191日経過後から270日経過後までのCOD濃度及びCOD除去率の数値を表2に示す。 The treatment apparatus 1 was started up at a supply wastewater concentration of 2500 mg-COD / L and operated for 355 days. Among them, the optimum operating conditions were examined from the start of operation until 189 days passed. After 190 days from the start of operation, operation was performed under optimum conditions. A graph showing changes in COD concentration from 190 days to 355 days after the start of operation is shown in FIG. 2, and a graph showing changes in the COD removal rate is shown in FIG. In addition, Table 2 shows the numerical values of the COD concentration and the COD removal rate from 191 days after the start of operation until 270 days have passed.
なお、図3及び表2におけるUASB処理のCOD除去率は、供給廃水32におけるCOD濃度に対するUASB処理によって除去されたCOD濃度を百分率で表したものである。また、DHS処理のCOD除去率は、UASB処理済水におけるCOD濃度に対するDHS処理によって除去されたCOD濃度を百分率で表したものである。また、UASB−DHS処理全体のCOD除去率は供給廃水32におけるCOD濃度に対するUASB処理及びDHS処理の両方によって除去されたCOD濃度を百分率で表したものである。
図2及び表2に示すように、UASB処理済水のCOD濃度及びDHS処理済水のCOD濃度は、供給廃水32のCOD濃度と比較して、全運転期間(運転開始後190日から355日まで)において大幅に低い値であった。特に運転開始後300日から355日においては、供給廃水32に含まれるCOD濃度が上昇してもUASB処理済水のCOD濃度及びDHS処理済水のCOD濃度はともに低い値に維持されていた。そして、全運転期間におけるUASB処理済水の平均COD濃度は1240±850mg−COD/Lであり、DHS処理済水の平均COD濃度は374±254mg−COD/Lであった。
As shown in FIG. 2 and Table 2, the COD concentration of the UASB-treated water and the COD concentration of the DHS-treated water are compared with the COD concentration of the
また、図3及び表2に示すように、UASB処理済水のCOD除去率は全運転期間において非常に高い値であった。全運転期間におけるUASB処理済水の平均COD濃度は1240±850mg−COD/Lであり、DHS処理済水の平均COD濃度は374±254mg−COD/Lであり、UASB−DHS処理によるCOD除去率は96.6±2.7%という非常に高い値を示した。
このように、処理装置1及び上記処理方法によれば、非常に高いCOD除去作用を奏すること、すなわち、非常に高いエチレングリコール及びプロピレングリコールの分解作用を発揮することが確認できた。
Moreover, as shown in FIG. 3 and Table 2, the COD removal rate of the UASB-treated water was a very high value during the entire operation period. The average COD concentration of UASB-treated water during the entire operation period is 1240 ± 850 mg-COD / L, the average COD concentration of DHS-treated water is 374 ± 254 mg-COD / L, and the COD removal rate by UASB-DHS treatment Showed a very high value of 96.6 ± 2.7%.
Thus, according to the processing apparatus 1 and the said processing method, it has confirmed that there existed very high COD removal effect | action, ie, exhibited the very high decomposition effect of ethylene glycol and propylene glycol.
さらに、図4に示すように、1日当たりのメタン生成量は、運転開始から日数が経過するごとに概ね向上しており、運転経過後316日には、最大14kg−COD/m3・dayという非常に高い値を示した。 Furthermore, as shown in FIG. 4, the amount of methane produced per day is generally improved as the number of days elapses from the start of operation, and is maximum 14 kg-COD / m 3 · day after 316 days after operation. It was very high.
次に、COD容積負荷(Organic Loading Rate:OLR)の解析を行った。処理装置1において、運転開始時から水理学的滞留時間(HRT)を24時間として一定にした状態で、図2に示すように供給廃水32のCOD濃度を上昇させることによって、図5に示すように、OLR(Organic load rate、有機物負荷)を段階的に上昇させた。そして、運転開始後300日経過後に最大の有機物負荷がかけられた。当該有機物負荷が15.3kg−COD/m3・dayであったときに、グラニュール汚泥60の一部がUASB反応槽10から徐々に流出したこと及びプロピオン酸の蓄積が確認された。これにより、処理装置1における最大COD容積負荷は15.3kg−COD/m3・dayであることが分かった。
Next, the analysis of COD volume load (Organic Loading Rate: OLR) was conducted. As shown in FIG. 5, by increasing the COD concentration of the
そして、有機物負荷(OLR)と、供給廃水32に含有されるCOD濃度に対するメタン生成量の割合を示すメタン転換率とUASB処理によるCOD除去率との関係をグラフ化して図6に示した。図6に示すように、メタン転換率は、OLRが8.3kg−COD/m3・dayの場合に比べて、9.7kg−COD/m3・dayの場合に上昇したが、OLRが15.3kg−COD/m3・dayの場合には低下した。UASB処理によるCOD除去率もメタン転換率の変動と同様の傾向を示した。これにより、10.0kg−COD/m3・day前後が安定した処理性能のための最適OLRであることが示唆された。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the organic matter load (OLR), the methane conversion rate indicating the ratio of the methane production amount to the COD concentration contained in the
このように、当該処理方法によれば、高いCOD除去率すなわちエチレングリコール及びプロピレングリコールの分解作用に加えて、高いメタン生成能力を安定的に発揮できることが確認できた。 Thus, according to the said processing method, in addition to the high COD removal rate, ie, the decomposition | disassembly effect | action of ethylene glycol and propylene glycol, it has confirmed that a high methane production | generation capability could be exhibited stably.
次に、上記処理装置1に備えられた汚泥60の菌相解析を行った。まず、UASB反応槽10のポート12a、ポート12b、ポート12cからそれぞれ汚泥60のサンプルが採取された。当該採取は、運転開始から317日経過後に行われた。採取された各汚泥サンプルはPBS(Phosphate buffered saline)によって洗浄された後、超音波破砕機によって分離処理が行われた。その後、処理済みの各汚泥サンプルからFast DNA SPIN Kit for Soil(MP Biomedicals社製)によって、DNAの抽出が行われた。各汚泥サンプルのDNA抽出物に対して、ユニバーサルプライマー515F及びリバースプライマー806Rを用いて所定のサイクル数でPCRが行われた。その後、当該PCRによる増幅産物は、MinElute PCR Purification Kit(Qiagen社製)によって精製された。そして、精製されたPCR増幅産物のすべての塩基配列が、次世代シークエンス技術を用いた超並列16S rRNAシークエンシングにより読み取られた。読み取られた各塩基配列は、quantitative insights into microbial ecology(QIIME)によって解析され、Greengenens databaseに基づいて、汚泥60の各汚泥サンプルにおける微生物の存在割合の解析が行われた。
Next, the microflora analysis of the
上記菌相解析の結果について、属レベルの微生物の存在割合を表3に示し、門レベルの微生物の存在割合(16S rRNAシークエンシングの検出比)を図7に示す。
図7に示すように、各ポート12a〜12cから採取した汚泥60のサンプルにおいて、全微生物に対するプロテオバクテリア(Proteobacteria)門に属する微生物の存在割合が最も高く、ユーリアーキオータ(Euryarchaeota)門に属する微生物の存在割合が次に高いことが分かった。具体的には、表3に示すように、プロテオバクテリア門に属する微生物の存在割合が39.4〜41.7%であり、ユーリアーキオータ門に属する微生物の存在割合が15.9〜21.2%であった。
As shown in FIG. 7, in the sample of
さらに、存在割合が最も高いプロテオバクテリア門において、未分類のペロバクター属に属する微生物の存在割合が高く、各ポート12a〜12cにおいて、35.2%、34.8%、37.8%の存在割合であった。このペロバクター属には、嫌気的条件下でエチレングリコールの分解活性を有する微生物が分類されている。したがって、汚泥60において当該ペロバクター属の微生物が多数含まれていることにより、供給廃水32におけるエチレングリコールの分解が積極的に行われていることが示唆された。
Further, in the Proteobacteria phylum having the highest existence ratio, the existence ratio of unclassified microorganisms belonging to the genus Perovacter is high, and the existence ratios of 35.2%, 34.8%, and 37.8% in each
さらに、汚泥60においてプロテオバクテリア門に属する微生物の次に存在割合が高かったユーリアーキオータ門に属する微生物には、メタン菌(Methanogen)が分類されている。そして、メタン菌は、エチレングリコールやプロピレングリコールを分解することはできないが、グリコール類の分解産物である酢酸等の有機酸やエタノール等を分解して、メタンを生成することができる。したがって、供給廃水32が汚泥60を通じることにより、汚泥60において上記ペロバクター属の微生物によってエチレングリコールが積極的に分解されるとともに、これによって生じた多量の有機酸等がメタン菌によって分解されて多量のメタンが生成されていることが示唆された。
Further, in the
以上のように、処理装置1に用いられた汚泥60には、上述の存在割合で上記微生物が存在することにより、供給廃水32中のエチレングリコールが積極的に有機酸に分解されるとともに、当該分解産物である有機酸等が分解されてメタンが生成されたものと考えられる。その結果、供給廃水32中のエチレングリコールを効率的に分解できるとともに、グリコール類含有廃水から効率よくメタンを生成・回収することができる。回収されたメタンは種々のエネルギー源として有効活用することができる。
As described above, in the
さらに汚泥60に含まれるすべての微生物に対するプロテオバクテリア門に属する微生物の存在割合が30〜45%であるとともに、ユーリアーキオータ門に属する微生物の存在割合が15〜25%であることから、供給廃水32に含まれるグリコール類の有機酸への分解と、当該有機酸の分解とがバランスよく行われた。その結果、グリコール類含有廃水(供給廃水32)を一層効率的に処理された。
Furthermore, since the proportion of microorganisms belonging to the Proteobacteria gate to all microorganisms contained in the
汚泥60を構成する微生物群には、人為的操作により変異が導入された微生物が含まれておらず、当該微生物群はすべて野生株である。これにより、汚泥60を備える処理装置1を用いて当該処理方法によって処理された処理済水は河川等の自然界に放流することが容易となる。
The microorganism group constituting the
また、汚泥60はグラニュール汚泥であって、容易に他のUASB反応槽に使用することができる。そのため、当該汚泥60を他のUASB反応槽に使用することで、他のUASB反応槽においてもグリコール類含有廃水を効率的に処理することが容易となる。
Moreover, the
UASB反応槽10にはDHS反応槽20が接続されており、UASB反応槽10から排出されるUASB処理済水がDHS反応槽20に供給される。これにより、UASB反応槽10から排出されるUASB処理済水に含まれる有機物をDHS反応槽20によって好気的条件下でさらに処理することができるため、当該装置全体におけるグリコール類含有廃水の処理効率が一層向上する。
A
また、本例では、還流路22を介してDHS処理済水の一部は供給廃水32とともにUASB反応槽10に供給される。これにより、還流路22を介してUASB反応槽10に供給されたDHS処理済水によって供給廃水32が希釈されることとなるため、供給廃水32の原液を希釈する際に使用する水の量を削減することができ、ランニングコストを低減できる。本例では、これによって、希釈水の使用量を約80%削減できた。なお、還流路22をUASB反応槽10の気液固3相分離装置13に接続することにより、UASB処理済水の一部を廃水供給流路31に還流させて供給廃水32とともにUASB反応槽10に供給することとしてもよい。この場合においても、供給廃水32の原液の希釈に使用される水の使用量を低減できる。
In this example, part of the DHS-treated water is supplied to the
上記処理装置1は、UASB反応槽10に加えてDHS反応槽20を備える構成であるが、処理装置1をDHS反応槽20が備えられていない構成としてもよい。この場合には、DHS反応槽20による好気的な処理はなされないが、UASB反応槽10によるUASB処理のみによっても十分高い処理能力を奏する。また、この場合において、上述の通り、還流路22をUASB反応槽10の気液固3相分離装置13に接続して、UASB処理済水の一部を廃水供給流路31に還流させて、供給廃水32とともにUASB反応槽10に供給することとしてもよい。なお、DHS反応槽20に替えて、他の処理方法に基づく処理反応槽をUASB反応槽10の後段又は前段に接続することとしてもよい。
Although the said processing apparatus 1 is the structure provided with the
本例では、汚泥60は、食品産業廃水の処理に使用されている中温UASB反応槽から採取したグラニュール汚泥をUASB反応槽10の反応槽本体11に植種して形成したが、これに限定されず、種々のグラニュール汚泥を反応槽本体11に植種して汚泥60を形成することができる。また、複数のUASB反応槽からそれぞれ異なるグラニュール汚泥を取り出してこれらを組み合わせて、本例の反応槽本体11に植種して汚泥60を形成してもよい。
In this example, the
適宜入手されたグラニュール汚泥を反応槽本体11に植種したのち、グリコール類含有廃水を原液とする供給廃水32をUASB反応槽10に供給して、処理装置1を所定期間運転させることにより、図7に示すような、門レベルの存在割合を呈する汚泥60が作製される。作製された汚泥は、他のグリコール類含有廃水の処理装置や処理方法に用いることができる。
After seeding the granule sludge obtained appropriately in the reaction tank
本例では、汚泥60における全微生物に対する存在割合は、プロテオバクテリア門に属する微生物が最も高く、ユーリアーキオータ門に属する微生物が次に高かったが、ユーリアーキオータ門に属する微生物が最も高く、プロテオバクテリア門に属する微生物次に高くてもよい。この場合においても、グリコール類含有廃水のグリコール類を効率的に分解されるとともに、グリコールの分解産物からメタンを効率的に生産できる。
In this example, the percentage of
1 処理装置1
10 UASB反応槽
12a、12b、12c、12d ポート
20 DHS反応槽
21 処理済水排出路
22 還流路
30 廃水貯留部
32 供給廃水
40 ガス回収部
50 処理済水回収部
60 汚泥
1 Processing device 1
DESCRIPTION OF
Claims (9)
上記汚泥は複数種類の微生物からなる微生物群を含み、該微生物群において、ペロバクター(Pelobacter)属に属する微生物及びメタン菌(Methanogen)のいずれか一方の存在割合が最も高く、他方の存在割合が次に高いことを特徴とするグリコール類含有廃水の処理方法。 In a method for treating glycols-containing wastewater, the glycols-containing wastewater is treated anaerobically through sludge provided in a UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) reaction tank.
The sludge includes a microorganism group consisting of a plurality of types of microorganisms, and in the microorganism group, either one of microorganisms belonging to the genus Pelobacter or Methanogen is the highest, and the other is the next. A method for treating glycol-containing wastewater, characterized by being extremely high.
該汚泥は複数の微生物からなる微生物群を含むとともに、該微生物群において、ペロバクター(Pelobacter)属に属する微生物及びメタン菌(Methanogen)のいずれか一方の存在割合が最も高く、他方の存在割合が次に高いことを特徴とする汚泥。 In sludge used in treatment equipment for anaerobically treating wastewater containing glycols,
The sludge contains a microorganism group consisting of a plurality of microorganisms, and in the microorganism group, either one of microorganisms belonging to the genus Perobacter or Methanogen is the highest, and the other is the next. Sludge characterized by being very expensive.
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