JPH026899A - 廃水処理装置 - 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、特に廃水中の有機成分を嫌気処理によって分
解するメタン発酵槽を設けである廃水処理装置に関する
。

〔従来の技術〕

従来の廃水処理装置は、有機成分の嫌気処理に伴って発
生する分解ガスの貯留用ガスホルダーを、直接メタン発
酵槽に接続してあるだけであった。

〔発明が解決しようとする課題〕

そこで、有機成分の嫌気処理では、微生物の働きで有機
成分が分解されて有機酸になる酸生成プロセスにおいて
水素が同時に生成され、この水素によって、有機酸がメ
タン（ＣＨ４）や炭酸ガス（ＣＯ□）に分解する微生物
のメタン生成プロセスが阻害されやすく、特に、廃水の
嫌気処理開始時や、廃水中の有機物負荷が高くなった時
に、多くの水素が発生しやすいことが知られているが、
前記従来の廃水処理装置では、分解ガスが、メタン発酵
槽におけるその発生圧によってガスホルダーに押込まれ
るために、水素ガスの発生が多くなるに伴って、分解ガ
ス中の水素ガス分圧も高くなりやすく、有機成分の嫌気
処理全体をスムーズに行わせるためには、嫌気処理開始
時には廃水の供給１を少しづつしか増やせなかったり、
あるいは処理する廃水の有機物負荷を極めてゆるやかに
しか増加させられない欠点があった。

本発明の目的は、水素ガスの発生量が多くても有機物負
荷の高い廃水を、スムーズに処理できるようにする点に
ある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の廃水処理装置の特徴構成は、廃水中のを機成分
を嫌気処理によって分解するメタン発酵槽内から、前記
有機成分の嫌気処理に伴って発生する分解ガスを吸引し
て除去する分解ガス除去装置を、前記メタン発酵槽に接
続し、前記分解ガス除去装置から排気する前記分解ガス
の排気圧によって前記分解ガスから水素ガスを分解して
回収する水素分離膜装置を前記分解ガス除去装置に接続
してあることにあり、その作用効果は、次の通りである
。

〔作　用〕

つまり、嫌気処理開始時に、廃水の供給速度を早くした
り、嫌気処理中における廃水中の有機物負荷を高くして
も、分解ガス除去装置によって、メタン発酵槽内から発
生する分解ガスが吸引して除去され、酸生成プロセスで
発生する水素のガス分圧を下げることができること、お
よびヘンリーの法則かられかるように、気相部を減圧す
ることにより、溶存８２分圧をも低くできるために、微
生物のメタン生成プロセスが水素ガスによって阻害され
ない。その上、分解ガスは、その排気圧によって水素分
離膜装置に押込まれ、分解ガスの排気圧を駆動力として
水素ガスを分離回収できるために、ガス押込みポンプ等
の水素分離膜装置に対する専用の駆動装置を設ける必要
がない。

〔発明の効果〕

従って、廃水の嫌気処理を高濃度であっても速やかに行
って処理能率を高めながら、メタン発酵槽の容重を大き
くせずに処理盪をも増加させることができ、しかも、分
解ガス除去装置を分解ガスの吸引除去と、水素ガスの分
離のための駆動装置として兼用させるために、少い動力
エネルギーで廃水の処理と水素ガスの回収とを良好に行
うことができ、その上、分解ガスから水素ガスを分離回
収することによって、燃料以外の高価で利用価値の高い
有機物として利用でき、廃水処理全体の処理コストの低
減をはかることができた。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例を、図面に基づいて説明する。

下水、し尿、産業廃水等の廃水を、３７℃付近ないし５
５℃付近の温度で嫌気処理によって廃水中の有機成分を
分解するメタン発酵槽（１）を設け、メタン発酵槽（１
）内から有機成分の嫌気処理に伴って発生する分解ガス
の吸引除去用のブロワ−（２）を、吸引路（３）を介し
てメタン発酵槽（１）に接続し、ブロワ−（２）から排
気する分解ガスの排気圧によって分解ガスから水素ガス
を分離して回収する水素分離膜装置（４）を、排気路（
５）を介してブロワ−（２）に接続し、水素分離膜装置
（４）によって分離回収した水素ガスの貯留タンク（６
）を、水素ガス回収路（７）を介して水素分離膜装置（
４）に接続し、他方、水素分離膜装置（４）に、それに
よって分解ガスから水素ガスが除去された残留ガスを貯
留するガスホルダー（８）を、接続して廃水処理装置を
構成してある。

前記吸引路（３）には、管路中で結露する水に対する水
抜き器（９）と、吸引した分解ガス中の硫化水素（Ｈ２
Ｓ）ガスを除去して管路の腐蝕を防止する脱硫装置（１
０）を設けである。

前記排気路（５）と水素ガス回収路（７）には、夫々バ
ルブ（Ｖ）を設けると共に、ブロワ−（２）とガスホル
ダー（８）を接続するバイパス路（１１）にもバルブ（
ｖ）を設けて、分解ガス中の水素ガス濃度が低くなるに
伴って、貯留タンク（６）　に水素ガスが貯留される速
度が一定値以下になれば、ブロワ−（２）からバイパス
路（１１）を介して直接分解ガスをガスホルダー（８）
に送れるように構成してある。

そして、ガスホルダー（８）に貯留された残留ガスには
、主にメタンガス（ＣＨ４）　　と炭酸ガス（ＣＯ２）
が含まれるために、その残留ガスをボイラー（１３）で
燃焼させてメタン発酵槽（１）を加温して嫌気処理を良
好に維持できるようにしたり、ブロワ−（２）から排出
される分解ガスを加熱して水素分離膜装置（４）におけ
る分離効率を促進させるようにしてある。

尚、前記メタン発酵槽（１）には、圧力センサー　（１
４）を設け、槽内の圧力が一定値以下になった場合に、
ブロワ−（２）の作動を停止させるように構成してある
。

前記水素分離膜装置（４）では、例えば、パラジウム金
属膜を使用してあり、膜の両側における水素分圧の差と
、陽子と電子の拡散を駆動力として水素がパラジウム膜
を透過するものである。

次に、メタン発酵嗜（１）において、微生物による有機
成分の分解反応の主なものを示すと、下記の（ａ）、　
（ｂ）、　（Ｃ）、　（ｄ）のようになる。

Ｃ）＋３ＣＨ２ＣＯＯ−＋３Ｈ２０→ ＣＨ３ＣＯＯ−＋ＨＣＯ３−＋Ｈ＋３８２・・・・・・
・・・（ａ） ４Ｈ２＋ＨＣＯ３−＋ｌ＋”→ＣＨ４＋３Ｈ２０・・・
・・・・・・（ｂ）Ｃ１３ＣｏＯ−＋ＨｚＯ＝’ＣＨ４
＋ＨＣ［ｌａ−・・・・・・・・・（Ｃ）ＣＨ３ＣＨ２
ＣＨ２Ｃ００−＋２Ｈ２０→２ＣＨ，Ｃ０Ｄ−＋ｌｌ“
＋２８２・・・・・・・・・（ｄ） つまり、前記（ａ）式及び（ｄ）式の酸生成プロセスで
生じる水素ガスが、特に前記（Ｃ）式のメタン生成プロ
セスを行う微生物の活性を消失させるために、発生する
水素ガスをブロワ−（２）によって吸引除去して嫌気性
微生物の活性化を維持するものである。

〔別実施例〕

前記水素分離膜としては、パラジウム金属膜以外に、ポ
リスルホンから成る中空糸複合膜を用いても良い。

前記ボイラー（１３）に供給するガスは、前記残留ガス
の他に、貯留タンク（１２）内の水素ガスであっても良
い。

前記ブロワ−（２）に代えて、吸引ポンプでも良く、そ
れらを、分解ガス除去装置と総称する。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする為
に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構造
に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る廃水処理装置の実施例を示す概略図
である。 （１）・・・・・・メタン発酵槽、（２）・・・・・・
分解ガス除去装置、（４）・・・・・・水素分離膜装置
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 廃水中の有機成分を嫌気処理によって分解するメタン発
   酵槽（１）内から、前記有機成分の嫌気処理に伴って発
   生する分解ガスを吸引して除去する分解ガス除去装置（
   ２）を、前記メタン発酵槽（１）に接続し、前記分解ガ
   ス除去装置（２）から排気する前記分解ガスの排気圧に
   よって前記分解ガスから水素ガスを分離して回収する水
   素分離膜装置（４）を前記分解ガス除去装置（２）に接
   続してある廃水処理装置。