JPS59177197A - 有機性物質を含む廃水の生物反応によるメタン化処理方法 - Google Patents

有機性物質を含む廃水の生物反応によるメタン化処理方法

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JPS59177197A
JPS59177197A JP58051183A JP5118383A JPS59177197A JP S59177197 A JPS59177197 A JP S59177197A JP 58051183 A JP58051183 A JP 58051183A JP 5118383 A JP5118383 A JP 5118383A JP S59177197 A JPS59177197 A JP S59177197A
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JP
Japan
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methane
bacteria
metabolites
wastewater
sludge
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JP58051183A
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Mamoru Uchimizu
内水 護
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30Fuel 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】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】 この発明は、人畜し原廃水、水産加工廃水、農産加工廃
水などの有機性物質を含む廃水の生物反応によるメタン
化処理方法に関する。
周知のように、この種の廃水のメタン化処理方法として
は、標準消化法が従来から広く使用されているが、この
方法は消化槽内で生汚泥、その他BODの高い廃水を2
0〜30日間加温保持する間に、生汚泥中の有機性物質
をバチルス(Baci −+1us)菌等の酸生成菌に
よって有機酸やアルコール類などに変成させ、次いでメ
タン菌によりそれらを更に分解しメタンや炭酸ガスなど
に変成させることで、廃水中の有機性物質を回収するも
のであるが、生汚泥、その他BODの高い廃水の消化槽
内での滞留期間が下水汚泥で30日程度とかなり長いも
のであること、その結果として発生ガスのかなりの部分
が消化槽の温度保持に消費されるので発生ガスの熱源や
動力源としての利用目的に不利になること、メタン菌な
どの細菌群の補給を消化槽内での該細菌群の自然増殖に
依存し過ぎた為に消化槽の管理を困難にしたこと、施設
は広い敷地を要し建設費が著しく高いこと、この方法に
より処理可能な廃水のBOD濃度限界を上下に有するこ
となどの種々の欠点を伴っている。
この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、廃
水のBOD濃度いかんに拘わらず、極めて効率良く短時
間に処理することにより運転経費の軽減化、装置の小型
化、運転管理の単純化を図ると共に発生ガスの熱源又は
動力源としての効率を向上させることを目的とし、その
特徴とするところは、生物反応工程へ導入される原廃水
と、汚泥培養工程から生物反応工程に送入される活性化
された状態の酸化酵素を含む代謝産物とを混合して、廃
水中の可溶生物質の化学反応による結合、粒子化、凝集
、縮合、重合、並びに微細汚泥の巨大化を急速に進行さ
せると同時に、前記代謝産物中に含まれる酸化酵素によ
る酵素反応を進展させて廃水中の有機成分を可能な限り
有機酸やアルコール類に変成させ、これら生成物を含む
混合溶液の一部を汚泥培養工程に返送し該汚泥培養工程
中で攪拌、曝気等を介して細菌群の活動による酸化酵素
を含む代謝産物を可能な限り増量させることにより、生
物反応工程へ活性化された状態の酸化酵素を含む代謝産
物を供給する一方、残部を部分してその一部をメタン菌
培養工程へ送入しメタン菌を増殖させると同時にメタン
菌による代謝産物を可能な限り増量させることにより、
メタン反応工程へ活性化された状態のメタン菌の代謝産
物を供給する一方、他部を濃縮工程を通して混合溶液の
汚泥濃度を上昇させてからメタン反応工程へ送入し、該
メタン反応工程で工程内の有機成分を更に可能な限り有
機酸やアルコール類に変成させると同時に、メタン菌培
養工程から送入されるメタン菌による代謝産物により工
程内の有機酸やアルコール類をメタンや炭酸ガスなどに
分解する処理系を形成したところにある。
この処理系で作用する細菌群としては、乳酸菌属細菌及
びバチルス(Bacil 1us)属細菌を含む通性嫌
気性細菌群、乳酸菌属細菌・バチルス(Bacillu
s)属細菌を含む通性嫌気性細菌とメタン菌を含む偏性
嫌気性細菌とが共存する細菌群のいずれであってもよい
。これらの細菌群は処理系の運転開始前に汚泥培養工程
の中に予め投入しておくことにより以後は各工程並びに
配瞥内で自然増殖したものが使用される。尚、これら細
菌群のいずれもの代謝産物が有効である理由は、それら
が相類似するフェノール化合物、有機酸、糖、アミノ酸
、酸化酵素等の代謝産物を生成し、それら酸化酵素を含
む代謝産物が廃水中の汚濁成分の結合、粒子化、耐染、
縮合、重合に際して類似の物理化学的拠動を示すからで
ある。
この発明方法を第1図を参照しつつ詳細に説明する。
生物反応工程1に、汚泥培養工程2内の細菌群の活動に
より形成された酸化酵素を含む代謝産物を送入すると同
時に、原廃水を連続もしくは不連続的に定量ずつ供給し
、これら性状の相異なった2液が混合並びに緩速攪拌す
ることにより、酸化酵素を含む代謝産物と廃水中の汚濁
成分との物理化学反応を進行させ新たな反応生成物を生
成させる。
特に前記生物反応工程1内における重縮合反応は、細菌
群の増殖に必要な基質を生成し細菌群を増殖させ、細菌
群の代謝産物を増量させると同時に酵素反応を活性化さ
せ、その結果として廃水中にある有機成分を多量に有機
酸やアルコール類に変成させるという重要な機能を果た
す。
ちなみに、生物反応工程1における反応時間は数分以内
、長くとも数時間以内で充分である。又、生物反応工程
1に混合投入する原廃水量と汚泥培養工程2からの送入
量の割合は、原廃水量90%以下に対して送入量10%
以上が適当であることが実験的に判明している。
このようにして急速に反応し、反応生成物を含む混合溶
液となった廃水の一部を汚泥培養工程2に返送し、該汚
泥培養工程2におムつて細菌群の棲息、増殖に適した物
理化学的条件、例えばBOD濃度、攪拌条件、温度条件
を保持し、細菌群による代謝産物を増量させた後、再び
生物反応工程1へ送入し、残部を更に部分して、その一
部を濃縮工程3を経てメタン反応工程4に送入し、他部
をメタン菌培養工程5に送入する。
前記反応生成物を含む混合溶液は、濃縮工程3を経てメ
タン反応工程4並びにメタン菌培養工程5に送入される
前に、電位調整剤等によりPHを7.0〜7.6並びに
電位差を一350mV以下、望ましくは一40’OmV
程度に調整しておくことが望ましい。又、メタン反応工
程5に供給される前記混合溶液は、基質を多量に含んだ
含水率90%以下、望ましくは85%以下のスラリー状
もしくは汚泥状物質であることが望ましいので、濃縮機
又は脱水機などを使用した濃縮工程3において予め適当
な汚泥濃度にした後、メタン反応工程4に送り込まれる
メタン菌培養工程5においては、送入された混合溶体を
20日間程度滞留させ、その間にメタン菌の棲息、増殖
に適した物理化学的条件、例えば温度条件、攪拌条件、
PH条件、電位条件を保持し、メタン菌による代謝産物
を可能な限り増量させた後メタン反応工程4に送入する
が、メタン反応工程4におけるメタン化処理にはメタン
菌を必要とせず、メタン菌による代謝産物のみを必要と
するので、メタン菌培養工程5内のメタン菌密度を維持
するため、換言すればメタン菌の流出を防ぐために固定
床におε1て濾過し、メタン菌をメタン菌培養工程5内
に捕捉すると同時にメタン菌による代謝産物を含む液体
のみを濾液としてメタン反応工程4に送入することが好
ましい。又、この際使用される濾材としては、表面電荷
が負である材質のものであることが不可欠であるが、繊
維素類を濾材とした場合には、炭素源の濾液中への補給
も兼ねるので、メタン反応工程4内での発生メタンの増
大や該発生メタンの質向上に役立つ。
濃縮工程3を経て送入される汚泥濃度の高し\混合溶液
と、メタン菌培養工程5から送入されるメタン菌による
代謝産物を含む液体とがメタン反応工程4内で混合され
ると、該メタン反応工程4内の有機成分が更に有機酸や
アルコール類に変成させられると同時に、メタン菌によ
る代謝産物と有機酸やアルコール癲との化学反応により
メタンや炭酸ガスが発生する。
又、メタン反応工程4においても、細菌群の棲息、増殖
に適した物理化学的条件、例えば温度条件、攪拌条件、
PH条件、電位条件などが保持されるが、該メタン反応
工程4内のスラリー状もしくは汚泥状物質が酵素活性で
あるため60℃以上で流動化し、含水率90%程度のス
ラリー状の場合に限っては50℃以上で流動化するので
、通常の場合には60℃以上に、特殊の場合には50℃
以上に温度条件が設定され保持される。
尚、濃縮工程3並びにメタン菌培養工程5に送入される
前の混合液体のTOC濃度が、8〜10%以下の場合に
は、第1図に破線で示されるように、更にもう一つ濃縮
工程6を付加して、混合溶液のTOC濃度を高めた上で
、濃縮工程3を経てメタン反応工程4並びにメタン菌培
養工程5にそれぞれ送入するほうが望ましい。
又、生物反応工程1に使用される装置はオープン式のも
のが使われるが、メタン反応工程4並びにメタン菌培養
工程5ではメタンや炭酸ガスの発生が起こるので、図中
破線で示されるように、両工程4,5を密閉質7の中に
設けて、両工程4゜5からの発生ガスを一挙に回収する
ようにした方が好ましい。
以上の説明からも明らかなように、この発明方法は、細
菌群による酸化酵素を含む代謝産物と廃水中の有機可溶
性成分並びに微細汚泥との物理化学曲譜反応の相乗効果
による急速な反応生成物の形成と、有機成分の有機酸や
アルコール類などへの変成とが著しく進展させられて、
廃水のBOD濃度は激減されるため、廃水のBOD濃度
いかんに拘わらず処理可能であり、廃水調整槽の必要が
ない上に、メタン菌培養工a5を設けたことにより、メ
タン醗酵が行われるメタン反応工程4での廃水の滞留期
間が著しく縮小されたこと、その結果として発生ガスの
熱損失を抑制でき熱源としての利用価値が上げられたこ
と、更には前記長所に付随した装置の小型化や工程内液
管理の単純化なとによる運転管理や施設費などの諸経費
の軽減化が図れることなどの様々な利点を有する。
この発明の実施例について以下説明する。
原廃水−・人間性し尿、COD濃度5700ppm、供
給量10t/日、但し、1日当り10時間連続運転であ
るので、時間当り供給量は1t0 汚泥培養工程−・容量が6Mの汚泥培養槽を使用。
ここでの滞留期間は3日。即ち稼動時において、生物反
応工程からの廃水の取水量は2t7日で、返送量も2t
/日である。又、細菌を常に活性化した状態に保持する
必要上、24時間曝気を行う。
生物反応工程−ラインミキサーを使用。槽内温度30℃
。原廃水を80%(10t/日)、汚泥培養工程からの
返送量を20% (2t/日)の割合で混合して4時間滞留させて反応さ
せた。
濃縮工程6−・−濾過濃縮機を使用。生物反応工程から
送入された汚泥濃度1.4%の廃水を濾過濃縮し、汚泥
濃度9%の廃水を1.555t/日取り出し、It/日
を濃縮工程2に、そして0.555t/日をメタン菌培
養工程にそれぞれ送入した。濾過廃水 8.445t/日を他の廃水処理系に送り込んだ。
濃縮工程3−濾過濃縮機を使用。濃縮工程6から送入さ
れる汚泥濃度9%の廃水It/日を濾過濃縮し、汚泥濃
度15%の廃水 0.6t/日をメタン反応工程に送入し、濾過廃水0.
4t/日を他の廃水処理系に送り出す。
メタン菌培養工程・−容量が11.1Mのメタン菌培養
槽を使用。槽内温度を60℃に保持。
ここでの滞留時間は20日。即ち稼動時において、濃縮
工程6からの廃水供給量は0.555t/日で、同量を
メタン反応工程に送入する。
メタン反応工程−容量1.2Mの反応槽を使用。槽内温
度を65℃に保持。ここでの廃水の滞留期間は1日であ
った。
発生ガスの発生量は72r+?/日であり、その発熱量
は7000 Kcal 7m7日であった・ 面、上記メタン菌培養工程とメタン反応槽とを同一密閉
容器内υこ設は発生ガスの完全捕捉を図った。又、メタ
ン反応後の汚泥は常温で固形肥料として利用され得る。
前記と同一の廃水を従来法によって処理する場合に必要
な槽容量は、下水汚泥の場合で300ポである。
以上の実施例からも明らかなように、この発明法を利用
して廃水のメタン化処理を行うと、従来の標準消化法と
比較して、施設費が著しく縮小される。又、処理廃水の
濃度限界もなく管理、維持も容易であるため、その使用
用途も広げられる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明方法の基本フローシート例を示す。 1・−・生物反応工程、2−汚泥培養工程、3−!!!
縮工程、4−・−メタン反応工程、5−  メタン菌培
養工程。 特許出願人    内  水    護代理人  弁理
士渡辺、三彦 手続補正書(自発) 昭和59年 4月14日 特許庁長官  若杉 和夫殿 1、事件の表示 昭和58年特許願第51183号 2、発明の名称 有機性物質を含む廃水の生物反応によるメタン化処理方
法 3、?i1?正をする者 事件との関係  特許出願人 住所 東京都新宿区西早稲田2−11−20氏名  内
水  護 4、代理人 〒530  電話大阪06 (361) 
3831住所 大阪市北区太融寺町2番21号 6、補正の内容 (11明細書第9頁第17行目 「負」を「正」に補正する。 以上

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、有機性物質を含む廃水を生物反応工程へ送ると共に
    、生物反応工程で生成された汚泥状反応物質を含む混合
    溶液の一部を汚泥培養工程を経由して再び生物反応工程
    へ返送させ、残部をメタン菌培養工程並びに濃縮工程を
    経てメタン反応工程に送入し、更にはメタン菌培養工程
    で生成されたメタン菌の代謝産物をメタン反応工程に送
    入する処理系であって、前記汚泥培養工程においては、
    細菌群の活動による酸化酵素を含む代謝産物を可能な限
    り増量させることにより、生物反応工程へ活性化された
    状態の酸化酵素を含む代謝産物を供給し、該生物反応工
    程においては、汚泥培養工程から返送される活性化され
    た状態の酸化酵素を含む代謝産物と原皮、水とを混合投
    入し、廃水中の可溶性物質の化学反応による結合、粒子
    化、凝集、縮合、重合、並びに微細汚泥の巨大化を急速
    に進行させると同時に、前記代謝産物中に含まれ4酵素
    成分による酵素反応の進展により、廃水中の有機成分を
    可能な限り有機酸やアルコール類に変成させ、前記メタ
    ン培養工程においては、メタン菌の増殖を可能な限り活
    性化させると同時にメタン菌による代謝産物を可能な限
    り増量させることにより、メタン反応工程へ活性化され
    た状態の代謝産物を供給し、該メタン反応工程において
    は、工程内に棲息する細菌群の活動により形成される代
    謝産物中に含まれる酵素成分による酵素反応の進展によ
    り、工程内の有機成分を更に可能な限り有機酸やアルコ
    ール類に変成させると同時に、メタン菌培養工程から送
    入されるメタン菌による代謝産物との化学反応により、
    工程内の有機酸やアルコール類をメタンガスや炭酸ガス
    などに分解することを特徴とする有機性物質を含む廃水
    の生物反応によるメタン化処理方法。 2、前記汚泥培養工程に含まれる細菌群が、乳酸菌属細
    菌、バチルス(Baci 1lus)属細菌を含む通性
    嫌気性細菌である特許請求の範囲第1項記載の有機性物
    質を含む廃水の生物反応によるメタン化処理方法。 3、前記汚泥培養工程に含まれる細菌群が、乳酸菌属細
    菌、バチルス(Bacillus)属細菌を含む通性嫌
    気性細菌と偏性嫌気性細菌とが共存する細菌群である特
    許請求の範囲第1項記載の有機性物質を含む廃水の生物
    反応によるメタン化処理方法。
JP58051183A 1983-03-26 1983-03-26 有機性物質を含む廃水の生物反応によるメタン化処理方法 Pending JPS59177197A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004024640A1 (en) * 2002-09-13 2004-03-25 Kemira Oyj A method for digestion of sludge in water purification

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004024640A1 (en) * 2002-09-13 2004-03-25 Kemira Oyj A method for digestion of sludge in water purification

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