JPS605293A

JPS605293A - 有機性廃液の２相嫌気性消化処理方法

Info

Publication number: JPS605293A
Application number: JP58112888A
Authority: JP
Inventors: Takao Ikehata; 池幡　隆夫; Tatsuo Takechi; 武智　辰夫; Yoshinari Fujisawa; 能成藤沢; Masazumi Inoue; 井上　正純
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1983-06-24
Filing date: 1983-06-24
Publication date: 1985-01-11

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、有機性廃液の嫌気性消化処理方法例係シ、
特に２相嫌気性消化処理方法に関するものである。

有機性廃液の処理方法のｌ゛つである嫌気性？１１化法
は、その処理に伴なって、燃料となるメタンガスが生成
し、また、有機性廃液として、最初沈殿池汚泥、活性汚
泥処理における余剰汚泥等を処理する場合には、これら
汚泥の減量化をはかるととができる利点を有している。

この嫌気性消化処理の過程で生ずる生物化学的な反応は
、極めて複雑であるが、嫌気性消化は、本質的に、酸生
成細菌による有機物の分解・有機酸の生成反応と、メタ
ン生成細菌による有機酸のガス化・メタンの生成反応と
からなる、２段階の嫌気性微生物反応である。グルコー
スを基質とした２段階微生物反応の反応例は、次の通シ
である７、このような嫌気性消化処理に関与する２群の
嫌気性微生物、すなわち酸生成細菌とメタン生成細菌と
は、その性質が生物学的にも、栄養要求においても、増
殖速度においても、環境条件に対する感受性の点におい
ても、極めて異なっている。

従来広く採用されている１相の嫌気性消化処理方法（は
、このように、性質の異なる酸生成細菌とメタン生成細
菌とを、１つの反応槽内で作用させるものであるから、
各細菌の持つ能力が十分に発揮されていない。

そこで、嫌気性消化反応が、本質的に、有機酸生成反応
とメタン生成反応の２相であることに着目し、それぞれ
の相を分離して、各微生物の持つ能力を最大限に利用し
ようとする２相消化法の研究が、近年進められている。

この２相消化法の考え方は、１９７５年、Ｇｈｏｓｈら
によって公表された。Ｇｈｏｓｈらによる２相消化法は
、有機酸生成反応系とメタン生成反応系とを、菌学的に
分離独立させることによって、それぞれの反応系に適切
な環境条件を−りえることを意図したものである。

送汚泥８と共に、酸生成処理槽２へ送込捷れ、嫌気性の
酸生成処理（以下酸生成処理と称す）が施される。酸生
成処理によって、廃液１中の有機物は分解し有機酸が生
成され、廃液１は有機酸を含む汚泥混合液３となる。な
お、酸生成処理槽２で生じたメタン含有ガス４は、酸生
成処理１ｉ’？ｉ　２の上部から排出される。酸生成処
理後、汚泥混合液３は、酸生成処理槽２から固液分離装
置５へ送込捷れる。

汚泥混合液３は、固液分離装置５において、酸生成処理
後の汚泥６と有機酸を含む分離液７とに、固液分離され
る。次いで、酸生成処理後の汚泥６の一部は、返送汚泥
８として酸生成処理槽２へ戻され、残部は、余剰汚泥９
として処分される。一方、分離液７ば、メタン生成処理
後の汚泥である返送汚泥Ｉ６と共に、メタン生成処理槽
１０へ送込まれ、嫌気性のメタン生成処理（以下メタン
生成処理と称す）が施される。

分離液７は、メタン生成処理によって、メタン含有ガス
１１を発生しながら、汚泥混合液１２となる。メタン含
有ガス１１は、メタン生成処理槽］、０の上部から排出
される。汚泥混合液１２は、メタン生成処理槽１０から
固液分離装置１３へ送込まれる。

汚泥混合液１２ば、固液分離装置１３において、メタン
生成処理後の汚泥１４と分離液１５とに、固液分離され
る。メタン生成処理後の汚泥１イの泥】７として処分さ
れる。一方、分離液１５は、そのまま放流されるが、必
要に応じて酸生成処理後の分離液７のｐＨ調整のために
、メタン生成処理槽１０に返送して使用される。

有機性廃液の２相消化法は、以上の通りである１、とこ
ろで、Ｇｈｏｓｈらの２相消化法の実験ホ１′、宋によ
れば、酸生成処理工程での有機物分解率（ｖｓ減少率）
は、第１表に示すように８，５〜１：３．８％であシ、
従来広く採用されている】相消化法のイ」接物分解率が
５０〜６０％程度であるのＰＬＸ幻して、著しく低い。

（１）式および（２）式に示したように、酸生成処Ｊｕ
ｌ！で消化された有機物量とメタン生成処ＪｊＪｊで発
生するメタンガス量との間には、化学量論的な関係があ
り、２相消化法のメタン生成処理工ｆ１″で、ｊ″、入
した有機性廃液当シのメタンガス発生量を増加させるた
めには、酸生成処理工程での有機物の分解率を大きくす
る必要がある。もし、酸生成処Ｊｊｊｊ王程での有機物
分解率が低くければ、メクン牛成処Ｊ１１工程でのメタ
ンガス発生量が少なくなるばかりでなく、有機物の減量
化も小さいものになる３、酸生成処理工程における有機
物の分Ｍを阻害する要因として、種々考えられるが、そ
の中でも↑ト−要な要因として、有機性廃液のｐＨおよ
び有機酸濃度の２つが掲げられる。しかしながら、ｐＨ
は、Ｇｈｏｓｈらの実験結果によると第１表の如く５．
６６〜５，８６であシ、この程度のｐＨでは、一般的に
いって、有機性廃液中の有機物の分解・有機酸の生成反
応が阻害を受けるほど低いとはいえない。

従って、有機酸濃度が重要な要因となっているように思
われる。事実、第１表は、同一時間（滞留時間）の酸生
成処理を行なった有機性廃液について、有機酸濃度の高
いものが低いものより、有機酸生成量が少なくなる、す
なわち、有機物の分解率が低くなる傾向を示している。

この傾向は、第１表中の滞留時間が１５．３６　Ｈｒの
２例に顕著に現われている。

従って、Ｇｈ　ｏ　ｓ　ｈらが行なったように、酸生成
処理後の汚泥混合液を固液分離して得られた酸生成処理
後の汚泥を、酸生成処理工程に返送する方法は、有機性
廃液中の有機物の分解・有機酸の生成反応を、同工程に
おける微生物の濃度を高めることにより促進するという
点に関しては、有利な方法であるといえるが、未だ有機
酸による反応の１５１１害が除去されていない点に問題
がある。

この発明は、上述の難点に鑑み、酸生成処理工程におけ
る有機物の分解を促進し、その結果、メタン生成処理工
程を経てメタンにまで分解される有機物の消化を、効率
良く行なえるようにした有機性廃液の２相嫌気性消化処
理方法を提供するもので、有機性廃液に、嫌気性の酸生
成処ＦＰ　ｆ：　施し、次いで前記嫌気性の酸生成処理
によって生じた汚泥混合液を、固液分離し、次いで前記
固液分力１１′によって得られた分離液に、嫌気性のメ
タン生成処理を施し、かくして、前記有機性廃液中の有
機物を消化する、有機性廃液の２相嫌気性消化処理方法
において、前記嫌気性のメタン生成処理によって生じた
汚泥の一部を、前記有機性廃液に混合することによシ、
前記有機性廃液の前記嫌気性の酸化処理時に、前記有機
性廃液中の有機酸を分解し、かくして、前記嫌気性の酸
生成処理時における、前記有機性廃液中の有機物の分解
による有機酸の生成を促進することに特徴を有する。

以下、この発明の詳細な説明する。

第２図は、この発明の方法の一実施態様を示す工程図で
ある。最初沈殿池汚泥、余剰汚泥および産＠廃水などの
有機性廃液１Ｂは、酸生成処理後の汚泥である返送汚泥
２４、メタン生成処理後の汚泥である返送汚泥３１と共
に、酸生成処理槽１９に送込まれ、嫌気性の酸生成処理
が施される。このとき、有機性廃液には、メタン生成処
理後の汚泥が混合されているので、有機性廃液中の有機
酸の分解によるガス化が進み、有機性廃液中の有機酸濃
度が減少する。従って、有機酸による反応阻害が低減し
、有機物の分解による有機酸の生成反応は、促進される
。

酸生成処理によって、有機性廃液は汚泥混合液２０とな
り、汚泥混合液２０は、固液分離装置２１へ送込まれて
、酸生成処理後の汚泥２２と有機酸を含む分離液２３と
に、固液分離される。酸生成処理後の汚泥２２の一部は
、第１図の従来法と同様に、返送汚泥２４として酸生成
処理槽１９へ戻され、残部は、余剰汚泥２５として処分
される。

分離液２３は、メタン生成処理後の汚泥である返送汚泥
３２と共に、メタン生成処Ｊ！ｌ槽２６へ送込丑れ、嫌
気性のメタン生成処理−が施される。メタン生成処理に
よって、分離液２３は汚泥混合液２７となシ、汚泥混合
液２７は、固液分前装置２８へ送込まれて、メタン生成
処理後の汚泥２９と分離液３０とに固液分離される。

メタン生成処理後の汚泥２９の一部は、有機性廃液１中
の有機酸を分解させるために返送汚泥３１として酸生成
処理槽１９へ返送される。丑だ汚泥２９の一部は、第１
図の従来法と同様に、返送汚泥３２としてメタン生成処
理槽２６へも返送される。汚泥２９の残部は余剰汚泥３
３として処分される。分離液３０は、必要に応じて更に
処理したのち、放流される。酸生成処理によって生じた
メタン含有ガス３４と、メタン生成処理によって生じた
メタン含有ガス３５とは、燃料等に利用される。以上の
例では、メタン生成処理後の汚泥混合液２７を固液分離
したメタン生成処理後の汚泥２９の一部を、返送汚泥３
１として←酸生成処理槽１９へ返送しているが、固液分
離前の六プ酸生成処理後の汚泥混合液２７をそのまま、
舟４酸生成処理槽“１９へ返送してもよい。汚泥混合液
２７を返送する場合には、固液分離装置２８を小型する
ことができる反面、酸生成処理槽１９が大型化し、処理
槽１９の設備費、運転費等が増大する。従って、酸生成
処理槽１９ヘメタン生成処理後の汚泥混合液を返送する
か、メタン生成処理後の汚泥とするかは、経済試算−よ
って個々に決定する。

また、酸生成処理槽１９とメタン生成処理槽２６とは、
約１０〜６０℃の温度で運転することができ、加温する
ことも加温しないこともできる。

この発明の方法は以上のように構成されるが、これによ
れば、メタン生成処理後の汚泥を混合液のまま、又は固
液分離して、酸生成処理工程に返送し、メタン生成処理
後の汚泥を有機性廃液に混合することによって、有機性
廃液中の有機酸の分解、ガス化を促し、有機酸の濃度の
低下を図っているため、廃液中の有機物は、酸生成処理
工程において分解が進み、メタン生成処理工程において
効率良くメタンに１で分解される。

次に、この発明の方法を実施例により説明する。

下水処理場の汚泥混合液を供試汚泥液として、この発明
の方法によシ消化処理した。供試汚泥液の特性および処
理条件は第２表の通シである。供試汚泥液には、上記メ
タン生成処理後の汚泥混合液が固液分離されたメタン生
成処理後の汚泥を、酸処理工程に返送して混合した。

その結果は第３表のようになった。第３表から明らかな
ように、供試汚泥液に対するメタン生成処理後の汚泥（
返送汚泥）の混合ｔｕｔ多くするに従い、酸生成処理後
の汚泥混合液のＶＴｓａ度が減少し、また、酸生成処理
工程でのメタンガス発生量が増加している。

すなわち、供試汚泥液にメタン生成処Ｆｌ！後の汚泥を
混合することによって、酸生成処理工程において、供試
汚泥液中の有機酸の分解、メタンガス化が促されたため
、有機酸の濃度が減少して、供試汚泥液中の有機物の分
解が進み、汚泥混合液中のＶＴＳ濃度が減少したことが
わかる。

第３図は、メタン生成処理後の汚泥返送量Ｗと、酸生成
処理後の汚泥混合液のｖ’ｒｓｉ度Ｃおよび消化処理工
程全体のメタンガス発生量Ｖの関係を、第３表に基づい
て図示したものである。第３図から、メタンガス発生Ｂ
ｙは、メタン生成処理後の汚泥返送量が０．０９５まで
は直線的に増加し、その返送量は０．０９５程度が好寸
しい。しかしながら、更に返送量を増加することも可能
である。

以上の実施例からも明らかなように、この発明の方法は
、嫌気性の酸生成処理、次いで嫌気性のメタン生成処理
によって、有機性廃液を消化処理するに際し、前記嫌気
性のメタン生成処理によって生じた汚泥混合液、又は、
これ全固液分前したメタン生成汚泥を返送して有機性廃
液に混合し、嫌気性の酸生成処理時に、有機性廃液中の
有機酸を分解して、有機酸の濃度を低下させ、嫌気性の
酸生成処理における有機性廃液中の有機物の分解を促進
しているので、有機性廃液は、含有されている有機物が
有機酸を経てメタンにまで効率良く分解され、消化され
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来方法の有機性廃液の２相嫌気性消化処理
の工程図、第２図は、この発明方法の有機性廃液の２相
嫌気性消化処理の工程図、第３図は、この発明方法にお
けるメタン生成処理後の汚泥返送量と酸生成処理後の汚
泥混合液の７７８８度および消化処理工程全体のメタン
ガス発生」・との関係を示すグラフである。図面におい
て、１．１８・・・有機性廃液　２．１９・・・酸生成
処理槽３．２０・・・酸生成処理後の汚泥混合液４．１
１，３４．３５・・・メタン含有ガス５　、１．３　、
２１　、２８・・・固液分離装置６．２２・・・酸生成
処理の汚泥７．２３・・・酸生成処理後の分離液８　、１６　、２４．　、３１　、３２・・・返送汚泥
１０．２６・・・メタン生成処理槽１２．２７・・・メタン生成処理後の汚泥混合液１４　
、２９’・・・メタン生成処理後の汚泥１５　＋’　３
０・・・メタン生成処理後の分離液Ｃ・・・酸生成処理
後め汚泥混杏液のＶ　Ｔ　Ｓ濃度Ｖ・・・消化処理工程
全体でのメタンガス発生量Ｗ・・・メタン生成処理後の
汚泥返送量出願人　日本鋼管株式会社代理人　潮　谷　奈津夫　（他２名）手続補正書（自発）昭和５８年　８　月１８日特許庁長官　若　杉　和　夫　殿２、発明の名称有機性廃液の２相嫌気性消化処理方法３　補正をする者一声′１との関係　特許出願人住所　東京都千代田区丸の内−丁目１番２号Ｍ’／ｓ昆
丘）　日本鋼管株式会社代表者　金　尾　實４、代理人自　発７、補正の内容　別紙の通り（１）　明細書、６頁、発明の詳細な説明の項、５行目
、ｒ　ｌ　３．８％」とあるを、「１５．８％」と訂正する。（２）明細書、７頁、発明の詳細な説明の扇、第１表、「△有機酸の増加量」とあるを、「有機酸の増加量」と訂正する。（３）　明細書、９頁、発明の詳細な説明の項、下から
５〜６行目、「酸中処理」とあるを、「酸生成処理」と訂正する。、（４）　明細書、１１頁、発明の詳細な説明のｍ１８〜
９行目、「有機性廃液１」とあるを、「有機性廃液１８」と訂正する。（５）　明細書、１２頁、発明の詳細な説明のｆｆ、ｊ
、８行目、「汚泥と」とあるを、「汚泥を返送」と訂正する。（６）　明細書、１２頁、発明の詳細な脱型の項、１４
〜１５行目、「汚泥を混合液のま捷」とあるを、「汚泥混合液をそのまま」と訂正する。（７）　明細書、１４頁、発明の詳細な説明の項、８行
目、「酸処理工程」とあるを、「酸生成処理工程」と訂正する。（８）　明細書、１６頁、図面の簡単な説明の項、１６
６行目「６．２２・酸生成処理の汚泥」とあるを、「６．２２
　・酸生成処理後の汚泥」と訂正する。（９）　図面、第１図を別紙の通り訂正する。８　添付書かの目録（１）訂正図面　１通以上

Claims

【特許請求の範囲】有機性廃液に、嫌気性の酸生成処理を施し、次いで前記
嫌気性の酸生成処理によって生じた汚泥混合液を、固液
分離し、次いで前記固液分離によって得られた分離液に
、嫌気性のメタン生成処理を施し、かくして、前記有機
性廃液中の有機物を消化する、有機性廃液の２相嫌気性
消化処理方法において、前記嫌気性のメタン生成処理によって生じた汚泥の一部
を、前記有機性廃液に混合することによシ、前記有機性
廃液の前記嫌気性の酸生成処理時に、前記有機性廃液中
の有機酸を分解し、かくして、前記嫌気性の酸生成処理
時における、前記有機性廃液中の有機物の分解による有
機酸の生成を促進