JPH024500A - 有機性排水の嫌気性処理装置 - 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、有機性排水（汚泥も含む）の嫌気性処理装置
に関するものである。

（従来の技術） 下水、産業排水、汚泥などの有機性排水の処理法として
、嫌気性処理法が広く採用されており、嫌気性菌による
浮遊型処理方法にくわえて、活性炭、ゼオライト、砂、
軽量骨材等の担体粒子に嫌気性菌を主体とする生物膜を
付着させたものを利用する方法が実用化されている。

この嫌気性処理法による有機物の分解過程は、排水中の
有機物を酸生成菌の作用により酪酸、プロピオン酸、酢
酸などの低級有機酸に分解する酸生成工程と、生成した
酢酸をメタン菌の作用によりメタンガスに分解するメタ
ン生成工程とからなっている。処理方法を菌相から見る
と、酸生成工程とメタン生成工程を、−槽内で行う単相
嫌気法と、酸生成工程とメタン生成を別々の槽で行う二
相嫌気法とがある。

この嫌気性処理法では、嫌気性汚泥と有機性排水（以下
原水ということがある）の接触、混合を促進させるため
嫌気性処理槽に、発生した消化ガスを吹込み、該処理槽
内のガス攪拌を行っている。

しかしながら、時には嫌気性処理が充分行われず、初期
の処理能力が得られないことがある。

その原因の１つとして、酸生成工程において酪酸、プロ
ピオン酸の段階で有機酸生成が停止し、酢酸の生成が行
われないことが挙げられる。それは、酪酸、プロピオン
酸が分解して酢酸になる際に副生される水素が蓄積して
水素分圧が上昇し、生産物阻害の状態になって酪酸、プ
ロピオン酸分解菌の活動が停止するからである。このよ
うな現象は、とくに負荷量の増加や嫌気性処理槽の水温
が低下したときに発生する。

このため、従来、アルカリを添加して酸生成菌の活性を
高めようとしたり、ときには菌相を変えるために、新た
に種菌を植えつけたりすることが行われたが、薬品代が
嵩んだり、操作が煩雑であって、その上、必ずしも安定
した嫌気性処理が行えるとは限らなかった。

（発明が解決しようとする問題点） 上述のように、水素の生産物阻害により、酪酸、プロピ
オン酸分解菌の活動が停止し、酢酸の生成が行われず、
ひいてはメタン生成が行われないという問題があった。

本発明は、この問題点を解消し、有機酸生成工程が最終
産物である酢酸まで順調に進み、酢酸利用のメタン菌の
活動を促して、安定した嫌気性処理を行うことができる
装置を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、（イ）有機性排水を嫌気性菌で処理するため
の嫌気性処理槽と、（ロ）該嫌気性処理槽から発生する
消化ガスを該嫌気性処理槽内の処理液の攪拌用ガスとし
て該嫌気性処理槽内の処理液に吹込むためのガス循環路
と、（ハ）該ガス循環路より消化ガスを嫌気性処理槽内
の処理液に吹込むための吹込口よりなる嫌気性処理装置
において、前記嫌気性処理槽内のガス液域ないしガス循
環路内の任意の個所に水素ガス吸蔵部署を設置したこと
を特徴とする有機性排水の嫌気性処理装置である。

本発明の装置は、単相嫌気法における嫌気性処理槽また
は二相嫌気法における酸生成槽に適用することができる
。

（作　　用） 嫌気性処理槽から発生した消化ガス中の水素を水素吸蔵
合金に吸蔵し、水素分圧の低下した消化ガスを嫌気性処
理槽内に吹き込み、ガス攪拌することにより、嫌気性処
理槽内の液中の水素分圧が低下し、酪酸、プロピオン酸
等の分解菌の活性が増大し、酢酸の生成量が増加するた
め、酢酸利用のメタン菌の活動が促され、従ってメタン
生成反応が安定化し生成速度も上がる。

また下水、産業排水、汚泥に含まれる硫酸塩の還元や硫
化水素の発生が抑制される。すなわち嫌気性処理では、
共存する硫酸塩、いおう化合物、いおう含有蛋白質など
があれば、嫌気性反応下において硫酸塩還元菌が、不可
避的に活動し、発生する水素を消費して硫化水素を生成
し種々の障害をもたらすが、水素吸蔵部署により水素を
優先的に吸蔵するので硫化水素の生成が抑制される。

水素吸蔵合金は種類にもよるが、一般に加圧下で水素を
吸蔵し、減圧下で放出する。従って、嫌気性処理液より
発生した消化ガスは加圧下で水素吸蔵合金を充填した水
素吸蔵部署内を通すことにより水素を吸蔵した後、処理
槽の攪拌に使用する方式が基本となる。

本発明を図面により説明する。第１図は水素吸蔵合金を
収納した水素吸蔵部署６を嫌気性処理槽１の外部に設置
し、処理槽の圧力を常圧で運転した場合である。第２図
は水素吸蔵部署６を処理槽１の内部に設置し、処理槽内
を加圧下で運転した場合である。いずれも水素吸蔵合金
には、消化ガスを加圧下で接触させ水素を吸蔵させた後
、別途水素吸蔵合金を減圧し、吸蔵した水素を放出させ
る。なお、消化ガス中には硫化水素等の水素吸蔵合金を
腐食する物質が含まれているので、これを除去するため
、触媒法による前処理槽１３を通した後に、水素吸蔵部
署６に通すことが好ましい。

第１図において嫌気性処理槽１の処理液２から発生した
消化ガスはガス液域４よりコンプレッサー８を経て前処
理槽１３を通した後に水素吸蔵部署６内で水素を吸収除
去され、ガスタンク７に入る。ガスタンクを出た処理済
の消化ガスはライン５を通り、ブロワ−９を経て、吹込
口１０より嫌気性処理液２中に吹込まれる。

第２図は、第１図の変形例であって、発生した消化ガス
はガス帯域４より１部はガスタンク７に備蓄され、他の
１部は嫌気性処理槽１内に設けられた前処理槽１３と水
素吸蔵部署６を通り、ライン５、コンプレッサー１２を
経て、処理済の消化ガスは吹込口１０より嫌気性処理液
２中に吹込まれる。

水素吸蔵合金としては市販の種々の組成、品種のものが
使用できるが、耐腐食性の強いランタン・ニッケル系合
金（例えばＬａＮｉ、Ｈｘ）がとくに好ましい。水素吸
蔵合金の形状は、ガスとの接触効率を高めるため微小な
粒子状（粒径０．０５〜１０＋ｎｍ）、または表面積の
広い充填材の表面に合金をコーティングしたものが使用
できる。例えば粒径０．０５〜１０．０ｍｍのゼオライ
トや砂などの表面に水素吸蔵合金をコーティングしたも
のが好ましい６一般に水素吸蔵合金の水素吸蔵反応は、
加圧下はど進行しやすいのでガス加圧方式（２〜１０ｋ
ｇ／ｃｎＴＧ望ましくは５ｋｇ／ａＪＧ位）が基本とな
るが、平衡圧の低い合金を用いた場合は、処理槽から発
生する水素の圧力のままで水素吸蔵が進行するので、ガ
ス加圧法を用いなくても良い。

（実施例） 第１図に示す処理フローにより、都市下水の初沈、余剰
混合汚泥の嫌気性処理を実施した。

実施装置は実容量２０Ｑのガス攪拌反応槽（水温３５℃
に加温）であり、混合汚泥をＭＬＶＳＳＩａ度として２
０，０００■／Ｑ、嫌気種汚泥を１０，０００■／Ｑ投
入した。実施装置には、ランタン・ニッケル系の水素吸
蔵合金を５０ｇ充填した水素吸蔵部署６を設置し、処理
槽１中の処理液２からの発生ガスを５ｋｇ／ｄ−Ｇの圧
力で３〜５Ｑ／分の通ガス量で通した後、処理槽１内の
処理液２をガス攪拌した。運転は１０日間にわたり回分
実施とした結果、運転３日目より６〜８Ｑ−５５２７日
の発生ガス量が得られた。一方、同様な実施装置で、水
素吸蔵合金を使用しない場合は発生ガス量は２〜３Ｑ−
５５２７日であり、ガス中の水素濃度は平均８％（最大
１２％）であった。

これらの実施結果より、水素吸蔵合金により。

水素分圧を低下させることによりメタンガスの生成効率
は２〜３倍に増加していることがわかる。

（効　　果） 本発明によれば、水素吸蔵部署を設けたことにより、酪
酸やプロピオン酸が分解されて酢酸になる際発生する水
素を吸蔵することができ、水素の生産物阻害が防止でき
ると共に、水素ガスをエネルギー源として回収すること
ができる。

また、嫌気性処理においては、下水、産業排水、汚泥な
どに硫酸塩還元菌が不可避的に活動し、発生する水素を
消費して硫化水素を生成するが、水素吸蔵部署の存在に
より、水素は優先的に吸蔵されるので、硫化水素の生成
が抑制され、負荷量の増加や処理槽水温の低下等に対し
て安定した嫌気性処理を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明装置の１実施例を示すフローシートで
あり、第２図は、本発明装置の他の実施例を示すフロー
シートである。 １・・・嫌気性処理槽　　　２・・・嫌気性処理槽内の
処理液３・・・循環筒　　　　　　４・・ガス液域５・
・・ライン　　　　　　６・・・水素吸蔵部署７・・・
ガスタンク　　　　８・・・コンプレッサー９・・・ブ
ロワ−１０・・・ガス吹込口１１・・・減圧ポンプ　　
　　１２・・・コンプレッサー１３・・・前処理槽

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（イ）有機性排水を嫌気性菌で処理するための嫌気
   性処理槽と、 （ロ）該嫌気性処理槽から発生する消化ガスを該嫌気性
   処理槽内の処理液の攪拌用ガスとして該嫌気性処理槽内
   の処理液に吹込むためのガス循環路と、 （ハ）該ガス循環路より消化ガスを嫌気性処理槽内の処
   理液に吹込むための吹込口よりなる嫌気性処理装置にお
   いて、前記嫌気性処理槽内のガス滞域ないしガス循環路
   内の任意の個所に水素ガス吸蔵部署を設置したことを特
   徴とする有機性排水の嫌気性処理装置