JPS6121789A - 有機性廃水の流動床式嫌気性処理方法 - Google Patents

有機性廃水の流動床式嫌気性処理方法

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JPS6121789A
JPS6121789A JP59141738A JP14173884A JPS6121789A JP S6121789 A JPS6121789 A JP S6121789A JP 59141738 A JP59141738 A JP 59141738A JP 14173884 A JP14173884 A JP 14173884A JP S6121789 A JPS6121789 A JP S6121789A
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JP
Japan
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carrier
fluidized bed
anaerobic treatment
sludge
bed type
Prior art date
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Pending
Application number
JP59141738A
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English (en)
Inventor
Motoyuki Yoda
依田 元之
Atsushi Watanabe
敦 渡辺
Michiko Hattori
服部 美知子
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Kurita Water Industries Ltd
Original Assignee
Kurita Water Industries Ltd
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Publication date
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    • Y02W10/12

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  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (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】 [産業上の利用分野] 本発明は有機、性廃水の流動床式嫌気性処理方法に係り
、特に担体への汚泥何着量を所定範囲に維持して常時良
好な処理を行なえるようにした有機性廃水の流動床式嫌
気性処理方法に関する。
[従来の技術] 各種産業廃水、生活廃水等の有機性廃水の処理方法とし
て、生物的処理方法がある。
生物的処理方法は、主に水中の有機物を除去するために
用いられる方法であり、周知の様に、微生物の働きを利
用してBOD成分を分解し浄化する方法であり、好気性
処理と嫌気性処理とに大別される。
而して、近年、廃水処理分野においても省エネルギー化
が要請されており、活性汚泥法などの好気処理と比較し
て余剰汚泥の発生量が少なく、またエアレーション動力
も不要な嫌気性処理が注目を集めてきている。
嫌気性処理は、メタン菌などに代表される嫌気性細菌の
存在下に処理を行なうものであるが、嫌気性細菌は、一
般に、好気性細菌と比較して反応速度が小さいことから
、効率良く処理を行なうためには反応槽内における菌体
濃度を高める必要がある。
嫌気性流動床方式は密閉容器状の反応槽内に菌体を担持
させた41−」体を投入して流動床を形成し、この反応
槽内に原水を供給し、槽内を流動状態に保ちつつ、処理
を行なうものであるが、他の嫌気性処理方法と比較して
高い菌体濃度を保持することができ、この点において有
利である。
[発明が解決しようとする問題点コ し゛かしながら、流動床式反応槽を長時間運転すると、
担体に付着する生物量が過剰となり、生物膜厚が増加す
る。そうすると、担体のみかけ密度(生物膜の付着した
担体を一つの粒子としてとらえたときの密度)が減少す
るので、一定の上昇流速で担体を流動させていると、担
体粒子の疏出が起こり、その結果、反応槽の微生物の減
少、処理水の水質悪化等を招くという問題があった。
このような問題に対処するために、生物が過剰に付着し
た担体を外部へ取り出して攪 などの操作で過剰な生物
を機械的に剥離し、担体を再度反応槽内に戻す方法(特
公昭58−57238号公、報)や1反応槽内をプロペ
ラにより攪 するかあるいはガスによりバブリングする
等して、反応槽内で過剰な生物を担体から剥離する方法
などが提案されている。
しかしながら、このような方法は、いずれも、操作が煩
雑になると共に、設備も複雑化する。そのうえ、嫌気性
状jEi (還元性雰囲気)に維持されている反応槽内
においては、機械部品等の腐食などの問題が当然予想さ
れることから、反応槽に担体取出用機器、プロペラ等の
部品を設置することは、保守管理の面からも、またコス
トの面からも不利である。
[問題点を解決するための手段] 上記問題点を解決するために1本発明の有機性廃水の流
動床式嫌気性処理方法は、生物担体として特定の形状係
数及び特定の平均径の表面細孔を有するものを用いるも
のであって、 有機性廃水を原動床式処理槽で嫌気処理するに際し、生
物担体としての担体粒子の実測沈降速度と理論沈降速度
との比が0.7以上でかつ担体粒子の表面の細孔の平均
径が5〜50ミクロンである生物担体粒子を用いること
を特徴とする有機性廃水の流動床式嫌気性処理方法、 を要旨とするものである。
通常の流動床式反応槽においては、担体に付着する生物
(以下これを「汚泥」ということがある。)の増加量Δ
Xは下記1式で表すことができる。
Δx=YIIU−Kd11x−Ka11x ・・・・・
弓但し、 ΔX:汚泥増加量(M/T) Y:収率(M/M) U:基質除去速度CM/T) Kd:自己分解速度(T”) Ka:流動担体同志の衝突による 剥離速度(T”) X:汚泥量(M) 即ち、担体付着汚泥の増加量ΔXは、増殖量(Y −U
)から自己分解量(K d −X)と流動床内での自然
剥離量(Ka−X)を減じた値となる。−上記■式に従
えば、担体刺着汚泥の増加量ΔXをゼロにする条件、即
ち付着汚泥が増加せず、余剰汚泥を引き抜く必要のない
運転条件が存在することが推測される。
この1式を支配する要因の一つとして、生物の動力学定
数(Y、Kd)が挙げられるが、いくつかの文献に報告
されているこれらの値を下記第1表に示す。
第1表 嫌気性細菌の動力学定数 第1表の如く、嫌気性菌の収率(Y)は、好気性菌の収
率と比較してかなり小さいが、自己分解速度には大差が
ない。従って、好気性菌においては、Kd/Yが0.1
〜9.2程度であるのに対し、嫌気性菌、特にメタン菌
の場合はこの比が0.2〜0.8程度と高い値となる。
このことから、嫌気性処理の場合はある粉度負荷を高く
とっても、汚泥増加量Δx−00状態で運転できる場合
もあるものと推定される。
しかしながら、本発明者らによる研究の結果、実際には
、嫌気性菌の生物膜の自己分解速度(Kd)は、前記第
1表の文献に報告される値よりも一桁はど小さいことが
明らかにされた。従って、前記1式においてΔX−Oの
条件で運転するためには、流動担体の相互摩擦による生
物膜の自。
然剥離量(Ka−X)を増加させること、即ち、剥離速
度(K a)を大きくすることが必要となる。
本発明者らは、流動床における生物膜の自然剥離を促進
させる方法につき、更に検討を重ねた結果、流動床にお
ける生物膜剥離に最も大きな影響を及ぼすのは担体の物
理的性質であることを知見した。しかして、担体の物理
的性質の中でも、生物膜の付着、剥離に影響を及ぼす因
子は担体表面の細孔径及び担体の形状であることを見い
出し本発明に到達した。
即ち、高い負荷条件においても、1式においてΔx=O
とするためには、生物膜が「付着し易<」シかも「剥離
し易い」担体を選定する必要がある。この生物膜が付着
し易く、剥離し易いという条件は常に同時に満足させる
ことが肝要であり、例えば、付着し易く剥離し難い担体
では付着汚泥量は常に増加傾向となり、逆に付着し難く
剥離し易い担体では処理に必要なだけの生物量が得られ
ないことになる。
本発明においては、このような条件を満足する担体とし
て、担体粒子の実測沈降速度と理論沈降速度との比(以
下、「形状係数」という。)が0.7以上でかつ担体粒
子の表面の細孔の皐均径が5〜50ミクロンである生物
担体粒子を用いる。
以下に、担体の形状係数及び表面細孔の平均径の限定理
由につき説明する。
朕JJL数 形状係数は生物膜の剥離速度を決定する因子である。
担体の球型度の指標として、形状係数、即ち、担体の実
測沈降速度と理論沈降速度との比を、下記■及び■に従
って、理論沈降速度の値と実測沈降速度の値とから求め
た。
■ 理論沈降速度は次式を用いて算出される。
Re pc≦1の場合 Ut =gd2 (pm−pF)/18JLF1<Re
pc≦500の場合 500 <Re pc≦2000の場合但し、 Ut:粒子理論沈降速度 g :重力加速度 d :粒径 ρIIl:担体密度 ρF二流体密度 Re pc :粒子沈降時レイノルズ数■ 実測沈降速
度は下記第2表に示す平均粒径の担体粒子を各h l 
O0〜200個サンプルとしてとり、長さl OOCm
、直径1oCnのカラムを用いて、沈降実験を行ない、
沈降速度が一定となる一定区間の通過時間から粒子の平
均沈降速度を求める。
■及び■により求めた形状係数を第2表に示す。
第2表 これらの担体を用いて次の条件で嫌気性処理の連続実験
を行なった。
基質ニゲルコースと酢酸とをCOD換算で1:1に混合
したもの。
負荷+ 0 、1−1 、17 gcOD/gVss 
拳、day温度:35°C pH:6.o(下限) この実験の結果から、形状係数と生物膜の剥離速度との
関係を求めたところ、第1図に示すように形状係数が1
に近づくほど(球では形状係数−1)、生物膜の剥離速
度Kaが大きくなることが判明した。この結果から、実
用的な範囲として、担体の形状係数を0.7以上、特に
0.8以」二に設定することにより、生物膜の剥離速度
Kaを大きくすることができ、前記1式における担体付
着汚泥の増加量ΔXを0に維持することがBf能となる
−・ の 均径 表面細孔の平均径は生物膜の刺着速度を決定する因子で
ある。
一般に、担体の表面粗度が高い程、即ち、表面の細孔の
平均径が大きい程、生物膜の付着性が良好となることは
明らかである。そこで、前記■の実験条件と同一の条f
1で、植種用汚泥として下水消化汚泥を添加して、第3
表に示す如く形状係数はほぼ同一で表面の細孔の平均径
が異なる2種類の合成担体のTOC除去率を調べた。そ
の結果を第2図に示す。
第3表 第2図より、細孔の平均径が10〜20ミクロンの担体
Cは、順養期間も短く処理立ち上がりも良好であること
が認められる。これに対して細孔の平均径が3ミクロン
未満の担体りでは生物膜付着の発達が全く見られず、従
って処理効率は上昇することなく、極めて悪い。即ち、
押体りにおいては、生物膜の剥離速度が付着速度を上回
っていたものと考えられる。
この結果から、担体の表面の細孔の平均径は5ミクロン
以上とすることにより、良好な生物膜の成長が期待でき
、生物膜の剥離速度と付着速度との平衡を保つことが可
能になると考えられる。しかして細孔の平均径は大き過
ぎると生物+1Qの付着速度が剥離速度を上回るように
なることから、50ミクロン以下とする。
なお本発明において、原水となる有機性廃水又は鎌、気
性細菌等に制限はなく、嫌気性細菌としては、例えば、
酩生成菌、メタン菌、硫酸還元菌等の各種嫌気性細菌を
用いることができる。
[作用] 担体の形状係数を0.7以」−とすることにより、生物
膜の剥離速度が好適な範囲内とされ、なた担体の表面の
細孔の平均径を5〜15ミクロンとすることにより、生
物nりの刺着速度が好適な範囲内とされる。
[実施例] 第4表に示す形状係数及び平均細孔径の担体A〜Dを用
い、負荷量を変化させて担体刺着汚泥が増加しない負荷
条件、即ち前記1式のΔX−Oとなるような負荷条件を
求めた。
なお、基質としては、グルコースと耐酸をC0D換算で
1:1に程合したものを用い、温度は35°Cで、約2
50 E1間実験を行なった。
ΔX−0となるときの最大負荷量を第4表に示す。
第4表 第4表より、本発明の方法によてば、高負荷においても
、担体刺着汚泥の増加量をOに維持することができるこ
とが認められる。
[効果コ 以上詳述した通り、本発明の有機性廃水の疏動床式嫌気
性処理方法によれば、担体付着汚泥量をほぼ一定量に維
持しながら、流動床式嫌気性処理を行なうことができる
。従って、長期間にわたって、余剰汚泥の引き抜きの必
要がなく、メンテナンスフリーの運転を実施することが
でき、設備及び操作も極めて簡単である。
従って、本発明によれば、有機性廃水を工業的に極めて
有利に処理することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は担体の形状係数と生物膜の剥離速度との関係を
示すグラフ、第2図は担体C及びDのTOC除去率の経
時変化を示すグラフである。 代理人  弁理士  重 野  剛 消号仄係数 運転 ヨ 数

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)有機性廃水を流動床式処理槽で嫌気処理するに際
    し、生物担体としての担体粒子の実測沈降速度と理論沈
    降速度との比が0.7以上でかつ担体粒子の表面の細孔
    の平均径が5〜50ミクロンである生物担体粒子を用い
    ることを特徴とする有機性廃水の流動床式嫌気性処理方
    法。
JP59141738A 1984-07-09 1984-07-09 有機性廃水の流動床式嫌気性処理方法 Pending JPS6121789A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005074357A (ja) * 2003-09-02 2005-03-24 Ngk Insulators Ltd 膜分離活性汚泥法における膜洗浄方法
US7422689B2 (en) 2005-02-25 2008-09-09 Ngk Insulators, Ltd. Membrane-cleaning method for membrane bioreactor process
WO2012070459A1 (ja) * 2010-11-24 2012-05-31 栗田工業株式会社 嫌気性処理方法及び装置
JP2012110820A (ja) * 2010-11-24 2012-06-14 Kurita Water Ind Ltd 嫌気性処理方法及び装置
JP2012110843A (ja) * 2010-11-25 2012-06-14 Kurita Water Ind Ltd 嫌気性処理方法及び装置

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JP2012110843A (ja) * 2010-11-25 2012-06-14 Kurita Water Ind Ltd 嫌気性処理方法及び装置

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