JPH02203993A - 嫌気性廃水処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、糖類、でん粉、アルコール蒸留等の有機物濃
度の高い工場廃水中の有機物を嫌気的に能率よく分解処
理する廃水処理方法に関する。

（従来の技術） 廃水の嫌気性処理技術分野では、増殖速度の小さいメタ
ン生成菌を高濃度に保持するため処理槽中に充填物等の
固定担体を収容してその表面上に生、物膜を比較的高い
濃度に形成させて廃水と接触させる付着増殖方式の固定
床反応器が多く用いられるようになって来ているが、固
定床の通水間隙を大きくして付着微生物の増殖−による
閉塞を防止して床内均等流を維持することが必要で、装
置の容積効率が低い。

処理槽中に充填床等の菌体固定手段を用いない浮遊増殖
方式であるが、菌体の流出を防止し菌体を高濃度に保有
する方式としては流動床方式および上昇線嫌気性スラッ
ジブランケット方式（ＵＡＳＢ法）とが知られている。

流動床方式は、ゼオライト、珪砂あるいは活性炭のよう
な粒状担体を反応槽中に充填し、上向流により流動化さ
せるとともに、その表面に微生物を付着させて廃水中の
有機物を処理する方法である（例えば特開昭６２−２２
７４９８号）。均一な流動化状態が適切に確保されれば
、担体上微生物と廃水中有機動との接触効率が大きいの
で高負荷処理が期待できる。

一方、ＩＩＡｓＢ法（Ｕｐｆｌｏｗ　Ａｎａｅｒｏｂｉ
ｃ　ＳｌｕｄｇｅＢｌａｎｋｅｔ）に代表されるスラッ
ジブランケット方式は、Ｍｅｔｈａｎｏｔｈｒｉｘのよ
うな糸状性のメタン生成菌を含む嫌気性菌群がそれぞれ
絡み合い造粒しグラニユール化する性質を利用した嫌気
性の廃水処理技術で、処理層の下層から中層にかけてス
ラッジペット、スラッジブランケットが形成され、上層
では固液分離が行われ生成ガスにより中下層のゆるやか
な撹拌が行われる。微生物自身の造粒化により菌の系外
への流出を防ぎ、反応槽中の微生物を高濃度に保つこと
によって、高負荷処理が可能となる。

（発明が解決しようとする問題点） 従来技術の流動床方式では、担体の流動化のために３ｍ
／時以上の高い上向流速が必要であり、その結果ポンプ
動力費が高くなる。また高い流速のもとに担体粒子相互
間に相対運動が起こるので生物膜は担体外側に成長し難
い。しかも、担体の充填率が液面高さに対して２０％以
上必要であるため、処理槽内に占める担体の割合が高く
、従って保持される微生物量は制限を受け、スラッジブ
ランケット方式のように高濃度にすることができない。

この点でスラッジブランケット方式は有利であるが、従
来技術のスラッジブランケット方式は、造粒化の技術が
実際上非常に難かしく、造粒化に３〜４ケ月の長い期間
がかかり、また運転開始後、造粒が起こる前に上向流速
および発生ガスとの同伴流により糸外へ微生物は流出し
てしまう。また造粒化の程度は廃水の種類によって大き
く左右され、廃水によっては殆ど造粒化が起こらないこ
ともある・。

本発明は従来技術のスラッジブランケット嫌気性処理方
式のこれらの問題点を解決するためになされたものであ
って、次の４点、すなわち、（ｉ）上向流運転開始後に
、微生物の系外流出を防止すること、 （ｉｉ　）どのような廃水に対しても造粒化を容易に起
こさせ得ること、 （ｉｉｉ）造粒された微生物のグラニユールの層、すな
わちスラッジブランケットの層は０．５〜３．０Ｉ１１
／時程度の比較的低い流速で充分膨張すること、 （ｉｖ）造粒化のために用いる担体は充填率を低く押さ
えることができ、それにより微生物が増殖するスペース
が充分に確保できること、 を同時に満足させ得るようにすることを解決課題とする
。

（課題を解決するための手段） 本発明においては、前記課題の解決のためＤＡＳＢ法に
おいて、先ず微生物の重質化材および造粒化の核として
比重２．０以上の無機性の粒状担体を使用する。最も望
ましい無機性の担体は比重２．５の高炉水砕微粒体であ
り、水砕１により粗砕した高炉滓をさらに細砕し分級し
て粒径が０，１ｍｍ以下の高炉水砕微粉として添加する
。９ただし、このような高炉水砕微粉はＵＡＳＢ法の種
汚泥を添加して運転を開始する以前の水中に添加・する
と、水底に沈澱して固化する性質、すなわち水硬性があ
るので、運転開始後の時期を選んで添加する。このよう
にすることによりはじめて高炉水砕微粉をＩＩＡｓＢ法
の担体として使用することが可能となる。

高炉水砕は、多孔質で、栄養成分に富み、微生物との親
和性が優れているので、嫌気性微生物の着生に有利に作
用する。高炉水砕を粒径０．１鴫、以下の微粉体として
添加すると非常に粒径が小さいために、数個〜数十個の
高炉水砕微粉が寄り集まって多核となり、糸状性のメタ
ン生成菌を含む嫌気性菌群が多くの拠点から発育して絡
み合い、多核の周りを微生物が覆うことにより造粒が容
易に行われ粒径３〜４１Ｔｉ１１のグラニユールが形成
される。この造粒化は担体無添加の従来技術では、３〜
４ケ月かかるのに対して、高炉水砕微粉添加の場合は水
底部からグラニユールが形成され始めて、１ケ月程度の
短期間で造粒化される。またこの造粒化促進作用により
、多くの種類の廃水に対しても造粒化を容易に起こさせ
ることが可能となる。

形成されたグラニユ−ルは適度の粒径と比重を持つため
、０．５〜３．Ｏｍ１時という低い流速でも微生物床は
膨張しスラッジブランケットを形成するので、運転は容
易で良好な効率の良い処理状態を維持できる。

そして高炉水砕微粉の添加率を、計画ＶＳＳ量（グラニ
ユール形成後の想定微生物量）に対して重量比で１００
〜４００％、あるいは種汚泥投入後の微生物床の容Ｎ（
ただし上向流のないＬＶ−〇の状態での容量）に対し容
積比で５〜１０％とする。添加率がこれ以上になると、
過剰の高炉水砕微粉が沈澱して槽底で堆積し、微生物の
流出防止およびグラニユール化促進に有効に作用しない
。グラニユール形成後、床中の微生物濃度を高＜　ＶＳ
Ｓで５，０００〜４’０．０００　ｍｇ／４２程度とす
ることができ、高負荷処理を行わせることができる。上
向液流の空塔線速度ＬＶは０．５〜３．０　ｍ／時の範
囲であるが、グラニユールの形成に応じて増加させるよ
うにする。ＬＶが小さいと、発生する気泡はスラッジブ
ランケット内で合一して大気泡となりブランケットの界
面を乱す。

こうして前記の課題は矛盾することなく解決され、これ
らの手段を総合して、本発明の嫌気性廃水処理方法は、
構成上、高濃度有機性廃水の嫌気性処理のため、処理槽
中の廃水の緩速上向流域中で種汚泥から出発して嫌気性
微生物の自己増殖粒状化によりペレット状グラニユール
を形成しグラニユールを上向流域の下層寄りに浮遊ブラ
ンケット状に保持して嫌気性微生物の高濃度の生物床を
形成させて上向流廃水を接触処理する上向流嫌気性スラ
ッジブランケット法（ＵＡＳＢ法）において、種汚泥を
投入して運転を開始後の時期に比重２．０以上の無機性
の粒状担体を添加して嫌気性微生物のグラニユール化を
促進することを特徴とする特に、好ましくは前記粒状担
体として粒径０．１ｍｍ以下の高炉水砕微粉を用いるこ
とを特徴とする。

（作　用） 第１図は上向流嫌気性スラッジブランケット法の装置を
示し、処理槽（１）内に生物床（２）が保持され、原水
をポンプ（３）により床下から均分配して上向流させ接
触処理し、上部の分離部（４）で処理水を樋（５）を経
て水系（６）に流出させ、発生ガスはガス系（力に取出
すようになっている。（８）は処理水の循環ポンプであ
る。

この装置を用い本発明方法により処理槽下部より上向流
で原水あるいは循環水を送ることにより生物床の膨張が
起こりスラッジブランケット状に展開し、高さＨの生物
床が形成される。

処理槽の床面積をＳとすれば、槽内の生物法容量はＩｓ
で示される。高炉水砕微粉は、計画ＶＳＳ量の１〜４倍
、あるいは種汚泥投入後ＬＶ＝Ｏ時生物床容量ＨｏＳに
対し０．０５〜Ｑ、ｌ　ＨｏＳとなるように添加する。

生物床内の微生物濃度はＶＳＳとして容易に測定するこ
とができ、グラニユール形成後ＶＳＳ　５．０００〜４
０，０００　ｍｇ／１２の濃度を維持することができる
。生物床中の高炉水砕担体の比率はＶＳＳ／ＭＬＳＳか
ら換算して求めることができる。グラニユール形成後Ｌ
ｖ＝０．５〜３．０　ｍ／時で上向通水して全液高ＨＥ
に対゛する生物床高ＨをＨ／ＨＥ−’０．６〜０．９の
範囲で運転を行う。微生物に対するＣＯＤ負荷を１．０
　ｋｇ／　ｋｇＳＳ・日とすることができるような廃水
の場合、微生物濃度をＶＳＳで２０，０００　ｍｇ／Ｉ
ｌを確保すれば、余液容量に対する容積負荷表示で１２
〜１８ｋｇ／　％・日となる。上記の条件で運転操作す
ることにより、従来技術の問題が解決され、高負荷処理
が可能となる。

（実施例） 直径１００胴、液面高さ１，０００　ｎｗｎのカラムに
、ＴＯＤ　＝５．’０ＯＯＢ／　ｌの模擬廃水を流入さ
せて連続処理テストを行った。担体として３種類の粒径
の高炉水砕微粉を用いた。

第２図は約１ケ月の馴養の後、ＬＶを横軸にとりグラニ
ユールが形成された生物床の膨張率Ｈ／Ｈｏ（ただしＬ
Ｖ＝Ｏ時の生物床高Ｈｏを１とする）を縦軸にとり両者
の関係を示す。これから、粒径０．３胴程度の高炉水砕
微粉の担体では、生物床膨張率は小さく、グラニユール
化前の微生物の系外流出防止効果が小さいので担体とし
てあまり適していないが、粒径０．１　ｍｍ以下（２０
〜７０μ）の高炉水砕粉担体では運転開始後の微生物流
出が少なく、グラニユール化後にＬＶ　０．５〜３．０
　ｍ／時で１００〜２５０％の膨張がみられ生物床とし
て望ましい状態であることが知られる。

粒径０．１　ｍｍ以下の高炉水砕微粉を担体として用い
た場合の連続処理テスト結果を次表に示す。

グラニユール化後ＬＶ　１．０５　ｍ／時、生物床の層
高Ｈを６５０胴に維持し、ＴＯＤ負荷１．２６ｋｇ／　
ｋｇＳＳ・日の負荷条件で運転操作してＴＯＣ除去率９
０．５％が達成された。

表　カラム実験の条件および結果 （発明の効果） 本発明によれば、高濃度有機性廃水を高負荷のもとて効
率的に菌体の流出を伴わないで処理することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の実験実施のための上向流嫌気性ス
ラッジブランケット法装置の１例の縦断側面図、第２図
は担体粒径をパラメータとし横軸の上昇流速に対する縦
軸の生物床膨張率の関係を示す図表である。 （１）・・・処理槽、（２）・・・生物床、（３）・・
・ポンプ、（４）・・・分離部、（５）・・・樋、（６
）・・・水系、（７）・・・ガス系、（８）・・・循環
ポンプ。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）高濃度有機性廃水の嫌気性処理のため、処理槽中
   の廃水の緩速上向流域中で種汚泥から出発して嫌気性微
   生物の自己増殖粒状化によりペレット状グラニュールを
   形成し、グラニュールを上向流域の下層寄りに浮遊ブラ
   ンケット状に保持して嫌気性微生物の高濃度の生物床を
   形成させて上向流廃水を接触処理する上向流嫌気性スラ
   ッジブランケット法（ＵＡＳＢ法）において、種汚泥を
   投入して運転を開始した後の時期に比重２．０以上の無
   機性の粉状担体を添加して嫌気性微生物のグラニュール
   化を促進することを特徴とする嫌気性廃水処理方法。
2. （２）前記粒状担体として粒径が０．１ｍｍ以下の高炉
   水砕微粉を用いる特許請求の範囲第１項記載の嫌気性廃
   水処理方法。
3. （３）計画ＶＳＳ量に対し、前記粉状担体を１００〜４
   ００％の重量比で添加し、グラニュール化を促進する特
   許請求の範囲第１項記載の嫌気性廃水処理方法。
4. （４）運転開始前の種汚泥の無上昇流時の生物床の容積
   に対し、容積比率で前記粉状担体を５〜１０％の割合で
   添加し、グラニュール化を促進する特許請求の範囲第１
   項記載の嫌気性廃水処理方法。
5. （５）グラニュール形成後の生物床中の微生物濃度をＶ
   ＳＳで５，０００〜４０，０００ｍｇ／ｌとし、廃水の
   上向流速を０．５〜３．０ｍ／時で運転を行う特許請求
   の範囲第１項および第２項の何れか１に記載の嫌気性廃
   水処理方法。