JPH06246287A - 高温嫌気性処理方法 - Google Patents
高温嫌気性処理方法Info
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- JPH06246287A JPH06246287A JP3794693A JP3794693A JPH06246287A JP H06246287 A JPH06246287 A JP H06246287A JP 3794693 A JP3794693 A JP 3794693A JP 3794693 A JP3794693 A JP 3794693A JP H06246287 A JPH06246287 A JP H06246287A
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- treatment
- high temperature
- temperature
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
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- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高温嫌気性菌を常温より高い温度で保持する
ことにより、高温嫌気性処理を２４時間以上中断して
も、処理を再開した直後から中断前とほぼ同等の有機物
負荷で処理が可能な高温嫌気性処理方法を提案する。 【構成】 最適生育温度が高温領域にある高温嫌気性菌
を用いて、有機性排液を嫌気性下に５０〜６５℃で処理
する高温嫌気性処理方法において、処理を２４時間以上
中断する際、中断期間中は高温嫌気性菌を２５〜３５℃
の温度に保持する。
ことにより、高温嫌気性処理を２４時間以上中断して
も、処理を再開した直後から中断前とほぼ同等の有機物
負荷で処理が可能な高温嫌気性処理方法を提案する。 【構成】 最適生育温度が高温領域にある高温嫌気性菌
を用いて、有機性排液を嫌気性下に５０〜６５℃で処理
する高温嫌気性処理方法において、処理を２４時間以上
中断する際、中断期間中は高温嫌気性菌を２５〜３５℃
の温度に保持する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は高温嫌気性菌の作用を利
用して、有機性排液を高温で嫌気性処理する高温嫌気性
処理方法に関する。
用して、有機性排液を高温で嫌気性処理する高温嫌気性
処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】し尿、下水、有機性産業排水、下排水汚
泥のような有機物を含む有機性排液を処理する方法とし
て、メタン生成菌などの嫌気性細菌を用いる嫌気性処理
方法がある。この方法は、有機酸生成菌、酢酸生成菌、
メタン生成菌などの異なる微生物群の働きにより有機酸
生成、メタン生成を行うものであり、近年、省エネルギ
ー型の処理技術として注目されている。
泥のような有機物を含む有機性排液を処理する方法とし
て、メタン生成菌などの嫌気性細菌を用いる嫌気性処理
方法がある。この方法は、有機酸生成菌、酢酸生成菌、
メタン生成菌などの異なる微生物群の働きにより有機酸
生成、メタン生成を行うものであり、近年、省エネルギ
ー型の処理技術として注目されている。
【０００３】このような嫌気性処理の一つとして、最適
温度が５０〜６５℃の高温領域にある高温嫌気性菌を用
いて高温条件下に処理を行う高温嫌気性処理があり、固
定床法、流動床法、上向流スラッジブランケット（ＵＡ
ＳＢ）法などによる高速処理が報告されている。この方
法では、最適生育温度が５０〜６５℃の高温メタン生成
菌は、代謝速度が中温菌の３倍程度あるため、中温菌を
用いる通常の嫌気性処理に比べて３倍程度の有機物負荷
を許容することができる。
温度が５０〜６５℃の高温領域にある高温嫌気性菌を用
いて高温条件下に処理を行う高温嫌気性処理があり、固
定床法、流動床法、上向流スラッジブランケット（ＵＡ
ＳＢ）法などによる高速処理が報告されている。この方
法では、最適生育温度が５０〜６５℃の高温メタン生成
菌は、代謝速度が中温菌の３倍程度あるため、中温菌を
用いる通常の嫌気性処理に比べて３倍程度の有機物負荷
を許容することができる。
【０００４】しかし、高温嫌気性菌は自己分解速度が大
きいため、負荷がない（排液中の有機物濃度が低い）と
きには活性が短時間で低下する。このため装置を一旦停
止した状態から再起動させたとき、処理能力が停止前と
比較して著しく低下し、停止前の能力に回復するまでに
数週間を要するという実用上の問題点がある。
きいため、負荷がない（排液中の有機物濃度が低い）と
きには活性が短時間で低下する。このため装置を一旦停
止した状態から再起動させたとき、処理能力が停止前と
比較して著しく低下し、停止前の能力に回復するまでに
数週間を要するという実用上の問題点がある。
【０００５】一方特開平２−３０７５９７号には、高温
嫌気性処理を中断して常温に降温する際、または再開時
に常温から昇温する際、３５〜５０℃の温度領域を０．
５℃／ｈｒ以上の高速度で通り抜けることにより、メタ
ン生成菌の自己消化を防止し、メタン生成菌の菌体量や
活性の維持を図る方法が開示されている。しかしこの方
法においても、中断中の保持温度は常温であり、処理中
断前の処理能力に回復させるのに３〜４日間必要であ
る。
嫌気性処理を中断して常温に降温する際、または再開時
に常温から昇温する際、３５〜５０℃の温度領域を０．
５℃／ｈｒ以上の高速度で通り抜けることにより、メタ
ン生成菌の自己消化を防止し、メタン生成菌の菌体量や
活性の維持を図る方法が開示されている。しかしこの方
法においても、中断中の保持温度は常温であり、処理中
断前の処理能力に回復させるのに３〜４日間必要であ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
問題点を解決するため、高温嫌気性菌を常温より高い温
度で保持することにより、処理を２４時間以上中断して
も、処理を再開した直後から中断前とほぼ同等の有機物
負荷で処理が可能な高温嫌気性処理方法を提案すること
である。
問題点を解決するため、高温嫌気性菌を常温より高い温
度で保持することにより、処理を２４時間以上中断して
も、処理を再開した直後から中断前とほぼ同等の有機物
負荷で処理が可能な高温嫌気性処理方法を提案すること
である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、最適生育温度
が高温領域にある高温嫌気性菌を用いて、有機性排液を
嫌気性下に５０〜６５℃で処理する高温嫌気性処理方法
において、処理を２４時間以上中断する際、中断期間中
は高温嫌気性菌を２５〜３５℃の温度に保持することを
特徴とする高温嫌気性処理方法である。
が高温領域にある高温嫌気性菌を用いて、有機性排液を
嫌気性下に５０〜６５℃で処理する高温嫌気性処理方法
において、処理を２４時間以上中断する際、中断期間中
は高温嫌気性菌を２５〜３５℃の温度に保持することを
特徴とする高温嫌気性処理方法である。
【０００８】高温メタン生成菌による有機物のメタンへ
の転換反応において、メタン生成菌が直接分解できる基
質は、中温菌の場合と同様に酢酸、水素、ギ酸などであ
る。プロピオン酸、酪酸、エタノールなどは、メタン生
成菌と共生関係にある酢酸生成菌の代謝によって酢酸ま
たは水素に分解された後、メタン生成菌によりガス化さ
れる。またプロピオン酸などからの酢酸への分解反応は
エネルギー的に進みにくく、中温菌の場合と同様に酢酸
生成菌は水素分圧が低いときにしか増殖できない。
の転換反応において、メタン生成菌が直接分解できる基
質は、中温菌の場合と同様に酢酸、水素、ギ酸などであ
る。プロピオン酸、酪酸、エタノールなどは、メタン生
成菌と共生関係にある酢酸生成菌の代謝によって酢酸ま
たは水素に分解された後、メタン生成菌によりガス化さ
れる。またプロピオン酸などからの酢酸への分解反応は
エネルギー的に進みにくく、中温菌の場合と同様に酢酸
生成菌は水素分圧が低いときにしか増殖できない。
【０００９】高温条件下におけるこれらの菌種間の相互
作用について検討を重ねた結果、次のように、菌種によ
り有機物濃度が低いときの活性低下の傾向が異なること
が明らかとなった。 １）２４時間程度の運転停止では、高温嫌気性菌は処理
中断の影響をほとんど受けない。１０〜５５℃の条件で
２４時間高温嫌気性菌が保持された場合、いずれの温度
においても再起動時に活性の低下は認められない。 ２）１０℃または５５℃で２４時間以上高温嫌気性菌が
保持された場合、酢酸または水素資化性メタン生成菌も
酢酸生成菌も、いずれも活性の低下が著しい。 ３）２０℃または４０℃付近で２４時間以上高温嫌気性
菌が保持された場合、酢酸または水素資化性メタン生成
菌の活性はあまり影響を受けないが、共生菌である酢酸
生成菌の活性は低下する。 ４）３０℃付近で２４時間以上高温嫌気性菌が保持され
た場合、上記３種の菌ともほとんど影響を受けず、長期
間活性を維持できる。
作用について検討を重ねた結果、次のように、菌種によ
り有機物濃度が低いときの活性低下の傾向が異なること
が明らかとなった。 １）２４時間程度の運転停止では、高温嫌気性菌は処理
中断の影響をほとんど受けない。１０〜５５℃の条件で
２４時間高温嫌気性菌が保持された場合、いずれの温度
においても再起動時に活性の低下は認められない。 ２）１０℃または５５℃で２４時間以上高温嫌気性菌が
保持された場合、酢酸または水素資化性メタン生成菌も
酢酸生成菌も、いずれも活性の低下が著しい。 ３）２０℃または４０℃付近で２４時間以上高温嫌気性
菌が保持された場合、酢酸または水素資化性メタン生成
菌の活性はあまり影響を受けないが、共生菌である酢酸
生成菌の活性は低下する。 ４）３０℃付近で２４時間以上高温嫌気性菌が保持され
た場合、上記３種の菌ともほとんど影響を受けず、長期
間活性を維持できる。
【００１０】高温嫌気性処理においては、処理が悪化し
たときに中温嫌気性処理と比較して処理水にプロピオン
酸が残留する傾向が強く、逆にプロピオン酸の分解能力
がリアクター全体の処理能力を決定するという現象が認
められる。このことからプロピオン酸などを酢酸に分解
する酢酸生成菌が最も処理中断の影響を受けやすいもの
と推測される。つまり、この菌種の活性を維持すること
が、リアクター全体の活性を維持する最も有効な手段に
なる。従って、処理中断の際、酢酸生成菌を活性が影響
を受けない温度である２５〜３５℃に保持することによ
り、リアクター全体としての能力を温存させることがで
きる。
たときに中温嫌気性処理と比較して処理水にプロピオン
酸が残留する傾向が強く、逆にプロピオン酸の分解能力
がリアクター全体の処理能力を決定するという現象が認
められる。このことからプロピオン酸などを酢酸に分解
する酢酸生成菌が最も処理中断の影響を受けやすいもの
と推測される。つまり、この菌種の活性を維持すること
が、リアクター全体の活性を維持する最も有効な手段に
なる。従って、処理中断の際、酢酸生成菌を活性が影響
を受けない温度である２５〜３５℃に保持することによ
り、リアクター全体としての能力を温存させることがで
きる。
【００１１】本発明において処理対象となる排液は、溶
解性有機物を主として含む有機性排液であり、少量の固
形有機物を含んでいてもよい。このような有機性排液と
しては、し尿、下水、有機性産業排水、下排水汚泥など
があげられる。このうち固形有機物を多量に含む排液
は、予め固形物の大部分を除去して本発明の処理に供す
る。
解性有機物を主として含む有機性排液であり、少量の固
形有機物を含んでいてもよい。このような有機性排液と
しては、し尿、下水、有機性産業排水、下排水汚泥など
があげられる。このうち固形有機物を多量に含む排液
は、予め固形物の大部分を除去して本発明の処理に供す
る。
【００１２】本発明では、最適生育温度が５０〜６５℃
の高温領域にある高温嫌気性菌を用いて、嫌気性下５０
〜６５℃の高温条件で嫌気性処理を行う。嫌気性処理
は、固定床法、流動床法、ＵＡＳＢ法など、従来から行
われている方法により、通常の高負荷高温嫌気性処理を
行う。処理の方式としては酸発酵とメタン発酵とを一つ
の発酵槽で行う一相方式、または酸発酵とメタン発酵と
を別々の発酵槽で行う二相方式のいずれを採用してもよ
い。有機物負荷などの条件は処理方法および処理方式に
より適宜選択されるが、例えば二相方式のＵＡＳＢ法に
よる高温嫌気性処理の場合、有機物負荷は１０〜６０ｋ
ｇＣＯＤｃｒ／ｍ3／ｄａｙの容積負荷が好ましい。
の高温領域にある高温嫌気性菌を用いて、嫌気性下５０
〜６５℃の高温条件で嫌気性処理を行う。嫌気性処理
は、固定床法、流動床法、ＵＡＳＢ法など、従来から行
われている方法により、通常の高負荷高温嫌気性処理を
行う。処理の方式としては酸発酵とメタン発酵とを一つ
の発酵槽で行う一相方式、または酸発酵とメタン発酵と
を別々の発酵槽で行う二相方式のいずれを採用してもよ
い。有機物負荷などの条件は処理方法および処理方式に
より適宜選択されるが、例えば二相方式のＵＡＳＢ法に
よる高温嫌気性処理の場合、有機物負荷は１０〜６０ｋ
ｇＣＯＤｃｒ／ｍ3／ｄａｙの容積負荷が好ましい。
【００１３】本発明の方法では、原水となる有機性排液
の嫌気性処理槽への供給が停止される場合、あるいは排
液中の有機物濃度が低下する場合などにおいて、一旦嫌
気性処理が中断される際、中断の期間中、高温酢酸生成
菌、高温メタン生成菌などの高温嫌気性菌を嫌気性下に
２５〜３５℃、好ましくは２７〜３５℃に保持する。こ
の場合、汚泥を嫌気性処理槽に存在させたまま所定の温
度に維持することにより前記温度を保持してもよいし、
また汚泥を槽から抜出して別の槽に貯留し前記温度を保
持してもよい。
の嫌気性処理槽への供給が停止される場合、あるいは排
液中の有機物濃度が低下する場合などにおいて、一旦嫌
気性処理が中断される際、中断の期間中、高温酢酸生成
菌、高温メタン生成菌などの高温嫌気性菌を嫌気性下に
２５〜３５℃、好ましくは２７〜３５℃に保持する。こ
の場合、汚泥を嫌気性処理槽に存在させたまま所定の温
度に維持することにより前記温度を保持してもよいし、
また汚泥を槽から抜出して別の槽に貯留し前記温度を保
持してもよい。
【００１４】嫌気性処理槽または貯留槽の内部温度は外
気温に近くなるので、冬期には温度低下防止のためにス
チームを注入する方法などにより加温して前記温度を保
持する。また逆に、夏期において槽内の温度が所定の温
度まで低下しないような場合には、工業用水を注入する
などの方法で冷却して前記温度を保持する。
気温に近くなるので、冬期には温度低下防止のためにス
チームを注入する方法などにより加温して前記温度を保
持する。また逆に、夏期において槽内の温度が所定の温
度まで低下しないような場合には、工業用水を注入する
などの方法で冷却して前記温度を保持する。
【００１５】このように処理中断の間高温嫌気性菌を前
記温度に保持することにより、排液の発生量または有機
物濃度の変動による高温嫌気性菌の活性低下、特に高温
酢酸生成菌の活性低下を１か月程度の長期間にわたって
防止することができる。このため、高温嫌気性処理を再
開する場合は、再開直後から処理中断前と同様の有機物
負荷条件で処理を続行することが可能となり、その場合
も中断前とほぼ同程度の処理能力が得られる。
記温度に保持することにより、排液の発生量または有機
物濃度の変動による高温嫌気性菌の活性低下、特に高温
酢酸生成菌の活性低下を１か月程度の長期間にわたって
防止することができる。このため、高温嫌気性処理を再
開する場合は、再開直後から処理中断前と同様の有機物
負荷条件で処理を続行することが可能となり、その場合
も中断前とほぼ同程度の処理能力が得られる。
【００１６】
【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、高温嫌気
性処理方法において処理を中断している間、高温嫌気性
菌を２５〜３５℃の温度に保持するようにしたので、負
荷変動時の高温嫌気性菌の活性低下を防止でき、これに
より処理を２４時間以上中断した場合でも、処理を再開
した直後から中断前とほぼ同等の有機物負荷で処理が可
能となり、有機性排液を安定して処理することができ
る。
性処理方法において処理を中断している間、高温嫌気性
菌を２５〜３５℃の温度に保持するようにしたので、負
荷変動時の高温嫌気性菌の活性低下を防止でき、これに
より処理を２４時間以上中断した場合でも、処理を再開
した直後から中断前とほぼ同等の有機物負荷で処理が可
能となり、有機性排液を安定して処理することができ
る。
【００１７】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。 実施例１ 高さ５ｍ、直径６０ｃｍ、容量１．４ｍ3のＵＡＳＢ型
の嫌気性処理装置を用いて高温嫌気性処理を行い、この
グラニュール汚泥を負荷がない状態で、１０〜５５℃で
３日間保持し、活性の変化を試験した。原水には、ビー
ル粕脱水ろ液（ＣＯＤｃｒ：２０，０００ｍｇ／ｌ）を
沈殿によりＳＳを除去した後の排水を用いた。
の嫌気性処理装置を用いて高温嫌気性処理を行い、この
グラニュール汚泥を負荷がない状態で、１０〜５５℃で
３日間保持し、活性の変化を試験した。原水には、ビー
ル粕脱水ろ液（ＣＯＤｃｒ：２０，０００ｍｇ／ｌ）を
沈殿によりＳＳを除去した後の排水を用いた。
【００１８】まず運転温度５５℃で、最大４０ｋｇＣＯ
Ｄｃｒ／ｍ3／ｄａｙの容積負荷で、ＵＡＳＢ法により
通常の高温嫌気性処理を行った。このときの溶解性ＣＯ
Ｄｃｒの平均除去率は９１％程度であった。次に装置か
らグラニュール汚泥を引抜き、１０℃、２０℃、３０
℃、４０℃または５５℃の温度において基質が存在しな
い（負荷がゼロ）条件で、嫌気的に３日間保存した。
Ｄｃｒ／ｍ3／ｄａｙの容積負荷で、ＵＡＳＢ法により
通常の高温嫌気性処理を行った。このときの溶解性ＣＯ
Ｄｃｒの平均除去率は９１％程度であった。次に装置か
らグラニュール汚泥を引抜き、１０℃、２０℃、３０
℃、４０℃または５５℃の温度において基質が存在しな
い（負荷がゼロ）条件で、嫌気的に３日間保存した。
【００１９】３日間後、メタン生成活性を保存前と比較
した。保存前に対する保存直後の相対活性を図１に示
す。図１から次のことがわかる。 １）１０℃または５５℃で保存した場合、酢酸、ギ酸お
よびプロピオン酸資化メタン生成活性のいずれの活性も
低下が著しい。 ２）２０℃または４０℃で保存した場合、酢酸およびギ
酸資化メタン生成活性はあまり影響を受けないが、プロ
ピオン酸資化メタン生成活性は低下する。 ３）３０℃で保存した場合、酢酸、ギ酸およびプロピオ
ン酸資化メタン生成活性はほとんど影響を受けない。
した。保存前に対する保存直後の相対活性を図１に示
す。図１から次のことがわかる。 １）１０℃または５５℃で保存した場合、酢酸、ギ酸お
よびプロピオン酸資化メタン生成活性のいずれの活性も
低下が著しい。 ２）２０℃または４０℃で保存した場合、酢酸およびギ
酸資化メタン生成活性はあまり影響を受けないが、プロ
ピオン酸資化メタン生成活性は低下する。 ３）３０℃で保存した場合、酢酸、ギ酸およびプロピオ
ン酸資化メタン生成活性はほとんど影響を受けない。
【００２０】実施例２ 実施例１と同様にして高温嫌気性処理を行った後、装置
への原水の供給を止め、高温嫌気性菌の活性維持の確認
を行った。すなわち、嫌気性処理装置を２５ｋｇＣＯＤ
ｃｒ／ｍ3／ｄａｙの容積負荷において運転している状
態で原水の供給を停止して処理を中断し、次に工業用水
を注入して槽内の温度を３５℃に下げ、その後３０℃程
度に保持するように制御した。この状態を１週間維持し
た。
への原水の供給を止め、高温嫌気性菌の活性維持の確認
を行った。すなわち、嫌気性処理装置を２５ｋｇＣＯＤ
ｃｒ／ｍ3／ｄａｙの容積負荷において運転している状
態で原水の供給を停止して処理を中断し、次に工業用水
を注入して槽内の温度を３５℃に下げ、その後３０℃程
度に保持するように制御した。この状態を１週間維持し
た。
【００２１】１週間後、中断前と同じ２５ｋｇＣＯＤｃ
ｒ／ｍ3／ｄａｙの容積負荷で原水の供給を行い、高温
嫌気性処理を再開した。中断前および再開後のメタンガ
ス発生速度（すなわち有機物分解速度）を図２に示す。
図２から、１週間の処理中断にもかかわらず、ガスは原
水の通液開始と同時に発生し、処理能力が中断前の水準
まで急速に回復することがわかる。
ｒ／ｍ3／ｄａｙの容積負荷で原水の供給を行い、高温
嫌気性処理を再開した。中断前および再開後のメタンガ
ス発生速度（すなわち有機物分解速度）を図２に示す。
図２から、１週間の処理中断にもかかわらず、ガスは原
水の通液開始と同時に発生し、処理能力が中断前の水準
まで急速に回復することがわかる。
【図１】実施例１の結果を示すグラフである。
【図２】実施例２の結果を示すグラフである。
Claims (1)
- 【請求項１】 最適生育温度が高温領域にある高温嫌気
性菌を用いて、有機性排液を嫌気性下に５０〜６５℃で
処理する高温嫌気性処理方法において、処理を２４時間
以上中断する際、中断期間中は高温嫌気性菌を２５〜３
５℃の温度に保持することを特徴とする高温嫌気性処理
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03794693A JP3389625B2 (ja) | 1993-02-26 | 1993-02-26 | 高温嫌気性処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03794693A JP3389625B2 (ja) | 1993-02-26 | 1993-02-26 | 高温嫌気性処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06246287A true JPH06246287A (ja) | 1994-09-06 |
| JP3389625B2 JP3389625B2 (ja) | 2003-03-24 |
Family
ID=12511724
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03794693A Expired - Fee Related JP3389625B2 (ja) | 1993-02-26 | 1993-02-26 | 高温嫌気性処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3389625B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4592141B2 (ja) * | 1999-03-30 | 2010-12-01 | 大阪瓦斯株式会社 | 高温メタン発酵 |
| JP2014030827A (ja) * | 2013-11-21 | 2014-02-20 | Ihi Corp | 嫌気性処理設備及び嫌気性処理方法 |
| CN110023248A (zh) * | 2017-06-28 | 2019-07-16 | 富士电机株式会社 | 电解处理装置及处理系统 |
-
1993
- 1993-02-26 JP JP03794693A patent/JP3389625B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4592141B2 (ja) * | 1999-03-30 | 2010-12-01 | 大阪瓦斯株式会社 | 高温メタン発酵 |
| JP2014030827A (ja) * | 2013-11-21 | 2014-02-20 | Ihi Corp | 嫌気性処理設備及び嫌気性処理方法 |
| CN110023248A (zh) * | 2017-06-28 | 2019-07-16 | 富士电机株式会社 | 电解处理装置及处理系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3389625B2 (ja) | 2003-03-24 |
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