JPH0466199A - 嫌気性発酵槽用モニタリング装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ この発明は、生物反応を利用して発酵処理する嫌気性発
酵槽に流入する廃水が、メタン生成細菌に対する毒性物
質を含有しているかどうかを検知するモニタリンク装置
に関し、廃水の一部を用いる反応からの発生ガス量をモ
ニタするようにしたのものである。

［従来の技術］ 廃水なとの処理の一つとして生物反応を利用して行なう
嫌気性発酵槽があり、省エネルギ、余剰汚泥削減などの
利点かあるため、中高濃度の有機物を含む廃水の処理に
広く適用されてきた。

この嫌気性発酵槽を産業廃水に適用すると、時として廃
水中に毒性物質か混入し、そのため嫌気性発酵槽の中で
主要な役割を果たすメタン生成細菌が大きなダメージを
受けることがあった。

このメタン生成細菌は、増殖が遅いため、−度ダメージ
を受けると回復するのに時間がかかる。

このため嫌気性発酵槽に入る廃水中の毒性物質を検知す
る必要があり、従来は、排水のｐＨを連続的にモニタリ
ンクし、ｐＨに異常が生したときは薬剤で中和するとい
う方法か採られる程度であった。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、従来の嫌気性発酵槽に流入する廃水のｐＨを
モニタするたけては、ｂ性物質をほとんど検出てきす、
メタン生成細菌のダメージを防市することかできないと
いう問題かあった。

この発明はかかる従来技術の問題点に鑑みてなされたも
ので、廃水の一部を用い、十分な栄養が与えられたメタ
ン生成細菌と反応させ、発生ガス量から、廃水中に含ま
れる毒性物質の含有を知ることかできる嫌気性発酵槽用
モニタリンク装置を提供しようとするものである。

［課題を解決するための手段］ 上記従来技術が有する課題を解決するため、この発明の
嫌気性発酵槽用モニタリング装置は、嫌気性発酵槽て処
理される廃水の一部が流入されるとともに、メタン生成
細菌が入れられる反応器と、この反応器に接続され前記
メタン生成細菌の栄養剤を連続供給する栄養剤供給手段
と、前記反応器で発生したガスからメタン生成細菌が発
生するメタンガスを分離する分離手段と、この分離手段
で分離されたガスの流量をｉｌｌ定して廃水中の毒性物
′質の存在を知るガス流量計とからなることを特徴とす
るものである。

［作　用］ この嫌気性発酵槽用モニタリング装置によれば、処理さ
れる廃水の一部を、メタン生成細菌なとの嫌気性微生物
が入れられた反応器に入れ、この反応器内のメタン生成
細菌に栄養剤供給手段から酢酸ナトリウムなどの栄養剤
を供給して通常の状態ではメタンガスなどの反応ガスが
十分生成されるようにしておき、反応器で発生するガス
のうちメタン生成細菌から発生されるメタンガス以外の
ガスをガス分離手段で除去し、残ったメタンガスをマス
フローメータなどのガス流量計で計測するようにしてお
り、廃水中に毒性物質が含まれると、メタン生成細菌に
より発生されるガスが減少することから、毒性物質をモ
ニタリングできるようにしている。

したがって、この嫌気性発酵槽用モニタリング装置によ
れば、従来困難であった廃水中の毒性物質の連続したモ
ニタかでき、嫌気性発酵槽のメタン生成細菌に大きなダ
メージを受けることを防ＩＦできる。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図面に基づき詳細に説明す
る。

第１図はこの発明の嫌気性発酵槽用モニタリング装置を
産業廃水を処理する嫌気性発酵槽に適用する場合の一実
施例にかかる概略構成図である。

この発明か適用される嫌気性発酵槽による廃水処理設備
Ａでは、工場なとからの産業廃水１は、嫌気性発酵槽２
で処理される前に調整槽３に一旦送られて貯えられ、原
水ポンプ４て嫌気性発酵槽２の底部に供給するようにな
っている。

この嫌気性発酵槽２内には、嫌気性微生物が入れられ、
この嫌気性微生物による醗酵反応に伴って発生するメタ
ンなどのガスを上部のガス溜めに集めてガス排気管によ
り外部に排出するようになっており、流出水（処理され
た廃水）は例えば、好気性処理槽などを備えた次の処理
設備Ｂに送られる。

このような嫌気性発酵槽２に設けられるモニタリング装
置１０は、モニタ用の反応器１１、栄養剤は給手段１２
、ガス分離手段１３、マスフローメータ］４の各機器で
構成されており、これらの機器は恒温器１５内に入れら
れて通常２０〜４０℃の範囲に温度か保持されるように
なっている。

モニタ用の反応器１１には、調整槽３からモニタ用ポン
プ１６によって流入配管１７を介して産業廃水１の一部
が連続的に送り込まれるようになっている。

このモニタ用の反応器ｌｌ内には、嫌気性発酵槽２と同
一のメタン生成細菌などの嫌気性微生物１８か入れられ
ており、その大きさは０．５〜５ｇ程度と小型にしであ
るが、通常の反応器と同じ構造となっている。

このモニタ用の反応器１１には、栄養剤供給手段］２を
構成する栄養剤貯槽１９から栄養剤ポンプ２０および栄
養剤配管２１で嫌気性微生物１８用の栄養剤が供給され
るようになっている。

この栄養剤としては、メタン生成細菌に対して酢酸すト
リウムなとの酢酸塩およびその他の必要なものか供給さ
れるようになっている。

また、モニタ用の反応器１１の上部には、ガス配管２２
が接続されて発生したガスＧをガス分離手段１３に送ら
れるとともに、オーバーフロー水配管２３が接続されて
産業廃水１か一υ貯えられる調整槽３に戻すことかでき
るようになっている。

モニタ用の反応器１１て発生したカスＧかカス配管２２
を介して送られるカス分離手段１３は、ガス吸収槽２４
を備えており、アルカリ貯槽２５からアルカリ配管２６
およびアルカリポンプ２７によって水酸化ナトリウムな
どのアルカリ溶液が供給され、このアルカリ溶液中にガ
ス配管２２の先端部が位置し、メタン（ＣＨ４）以外の
発生ガス、二酸化炭素（ＣＯ２）や硫化水素（Ｈ２Ｓ）
なとのガスＧが吸収され、結果的にメタンのみを分離す
る。

このガス吸収槽２４の上部には、メタンガス配管２８が
接続されてヘッドスペースに溜まるメタンガスをマスフ
ローメータ１４に送り、ガス放出管２つを介して外部に
放出するとともに、カス吸収槽２４の下部には、アルカ
リ排出管３０か接続されて調整槽３と接続しである。

分１チ１されたメタンガスを計測するマスフロメタ１４
の１７ｔＥ　ｆｆｉ信号はデータ処理システムＣに送ら
れて処理されるようになっている。

データ処理システムＣは、第２図にそのフロチャートを
示すように、マスフローメータ１４からの流量信号から
演算によって平均流量を求め、予め設定した平均流量Ｘ
と比較し、その結果によって運転を継続したり、原水ポ
ンプ４の停止および警報の信号を出力するようになって
いる。

この警報の後、嫌気性発酵槽用モニタリング装置］０を
点検し、異常かなければ、産業廃水１に異常があるので
、その調査や毒性物質に対する対策を行う。

なお、嫌気性発酵槽用モニタリング装置１０自体の異常
の場合には、装置自体の修復を行って運転を再開する。

このように構成された嫌気性発酵槽用モニタリング装置
１０ては、産業廃水１中の毒性物質のモニタリンクを次
のようにして行う。

■　モニタ用の反応器１１内のメタン／Ｊ：成細閑１８
を主体とする汚泥に栄養剤供給手段］２から十分な栄養
を供給しておく。

■　このモニタ用の反応器１１に調整槽３にｌ貯えられ
た産業廃水１をモニタ用ポンプ１６によって連続的に供
給する。

■　すると、産業廃水１の水質が正常であれば、モニタ
用の反応器１１ては、栄養剤供給手段］２によって供給
される酢酸ナトリウムなどから、メタン生成細菌などの
嫌気性微生物１８の働きて、メタン、二酸化炭素、硫化
水素なとのガスＧか発生する。

■　この発生ガスＧはガス配管２２を紅でガス分離手段
１３のガス吸収槽２４に至り、アルカリ貯槽２５から供
給されるアルカリ溶液に二酸化炭素と硫化水素が吸収さ
れ、メタン主体のガスとなってメタンガス配管２８から
マスフローメータ１４に送られる。

■　マスフローメータ１４ては、流れるメタンカスの量
、すなわちメタンガス発生量を検知する。

（１）　　このとき、産業廃７ｋ　１の水質か正常であ
り、メタン生成細菌１８に常に栄養剤供給手段１２から
栄養剤が供給されているので、モニタ用反応器１］ては
、メタン生成細菌１８の栄養不足によってメタンガスの
発生が止まることかなく、常に一定量のメタンか発生し
、マスフローメータ１４て常に一定量のメタン発生量が
検出されることになる。

（２）一方、産業廃水］中に毒性物質か混入した場合に
は、モニタ用の反応器１］内のメタン生成細菌１８に充
分な栄養剤か供給されていてもメタン生成細菌がダメー
ジを受けるため、メタンガスの発生が停止、マスフロー
メータ１４てはメタンガスの流れを検知しなくなる。

このようにマスフローメータ１４の流量をモニタするこ
とにより、産業廃水１中の毒性物質の存在の有無をメタ
ンガスの流量から検知できる。

この場合、マスフローメータ１４によりメタンガスの流
量を検知することについて、ガス放出管２９にガスメー
タを接続し、同一のガス発生量の条件下で実験を行い、
マスフローメータの流量信号（Ｖ）と、ガスメータの流
量値（、Ｑ／ｄ）との関係を１凋べた。

その結果、第３図に示すように、ガスフローメタとガス
メータとの間に良い相関か得られ、マスフローメータ１
４によっても信頼性の高いメタンガスのモニタリングが
できることが確認された。

このような嫌気性発酵槽用モニタリング装置１０によれ
ば、次のような効果かある。

■　モニタ用の反応器１１では、本来の処理施設の嫌気
性発酵槽２て主要な役割を果たすメタン生成細菌と同様
の微生物を用い、これに嫌気性発酵槽２におけるのと同
様の基質（酢酸塩なと）を栄養剤として加えてメタンガ
スを発生させ、それに対する廃水の毒性を見ているので
、毒物の検知が確実である。

■　モニタ用の反応器に栄養剤を加えているので、毒物
の混入さえなければ、常にメタンガスか発生する状態に
なっており、廃水中の有機物濃度低下なとによるメタン
カス発生低下はなく　、＋ｉ！′、ｆ’「動の可能性が
少ない。すなわち、栄養剤を加えないと、廃水中の有機
物濃度低下なとによりメタンガス発生か低下するので、
毒物混入による低下との区別かできなくなるか、このよ
うなことかない。

■　産業廃水１中への毒物の混入を、マスフローメータ
１４の流量信号という形で検出てき、毒物か混入した場
合の流量低下によって容易に警報か出せるほか、データ
処理システムを用いることで、毒物混入の検知信号で原
水ポンプ４の停止トを行うことができ、本来の産業廃水
の処理施設の嫌気性発酵槽への毒物混入を自動的に防止
できる。

なお、上記実施例では、ガス流量計としてマスフローメ
ータを用いる場合で説明したか、これに限らず、他のガ
ス流量計を用いるようにしても良い。

また、この発明は上記実施例に限らす、この発明の要旨
を変更しない範囲で各構成要素に変更を加えるようにし
ても良い。

［発明の効果］ 以上、一実施例とともに具体的に説明したようにこの発
明の嫌気性発酵槽用モニタリング装置によれば、処理さ
れる廃水の一部を、メタン生成細菌なとの嫌気性微生物
が入れられた反応器に入れ、この反応２：；内のメタン
生成細菌に栄養剤供給手段から栄養剤を供給して通常の
状態では反応ガスか十分生成されるようにしておき、反
応器で発生するガスのうちメタン生成細菌から発生され
るガス以外のガスをガス分離手段で除去し、残ったガス
をガス流量計で計Ｊｌするようにしており、廃水中に毒
性物質が含まれると、メタン生成細菌により発生される
ガスが減少することから、毒性物質をモニタリングでき
るようにしている。

したがって、この嫌気性発酵槽用モニタリング装置によ
れば、従来困難であった廃水中の毒性物質の連続したモ
ニタができ、嫌気性発酵槽のメタン生成細菌に大きなダ
メージを受けることを防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の嫌気性発酵槽用モニタリング装置を
産業廃水を処理する嫌気性発酵槽に適用する場合の一実
施例にかかる概略構成図である。 第２図はこの発明の嫌−気性発酵槽用モニタリンク装置
のデータ処理システムの一例のフローチャトである。 第３図はこの発明のマスフローメータの信頼性を確認し
た実験結果のグラフである。 ］、産業廃水、２：嫌気性発酵槽、３：調整槽、４：原
水ポンプ、 １０：嫌気性発酵槽用モニタリング装置、１］：モニタ
用の反応器、１２：栄養剤供給手段、］３ニカス分離手
段、１４：マスフローメータ（ガス流量計）、Ｃ：デー
タ処理システム、Ｇ：発生カス。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　嫌気性発酵槽で処理される廃水の一部が流入され、メ
   タン生成細菌が入れられた反応器と、この反応器に接続
   され前記メタン生成細菌の栄養剤を連続供給する栄養剤
   供給手段と、前記反応器で発生したガスからメタンガス
   を分離する分離手段と、この分離手段で分離されたガス
   の流量を測定するガス流量計とからなることを特徴とす
   る嫌気性発酵槽用モニタリング装置。