JPS62102896A - 着色物質を含む有機廃水の処理方法 - 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 この発明は、たとえばアルコール蒸留廃液などのように
高濃度のＢＯＤ成分と微生物によって分解されにくい着
色物質とを含む廃水の処理方法に関するものである。

この明細書全体を通して「高濃度のＢＯＤ成分」とは有
機物を１００００η／１以上含む廃水を意味し、また「
アルコール蒸留廃液」とはアルコール製造工程において
発酵液からアルコールを留出して残った廃液を意味する
。

従来技術およびその問題点 従来、アルコール蒸留廃液は嫌気性処理法すなわちメタ
ン発酵とこれにつづく活性汚泥法とによって処理されて
いた。しかしこの系は着色物質に由来するＣＯＤ成分を
除去することができないためその後採用されなくなり、
最近では海洋投棄などによって処理を行なっていた。

ところで、廃水の嫌気性処理は、曝気が必要でないため
エネルギーの消費量が少なくて省エネルギー型の廃水処
理技術として好適な方法であり、またエネルギー源の多
様化のためのバイオマス資源のメタン発酵技術として注
目を集めるようになってきており、メタン発酵の技術開
発が近年著しく進展してきている。しかしアルコール蒸
留廃液は、高濃度のＢＯＤ成分を含む点ではメタン発酵
の対象廃水として適しているが、上述のように微生物に
よって分解されにくい着色物質が多聞に含まれている点
がネックとなって、メタン発酵によるアルコール蒸留廃
液の処理は現在のところ実施されていないのが実情であ
る。

この発明は、上記のような実情に鑑み、着色物質を除去
して高ａ度の有機廃水を効率よく処理することのできる
方法を提供することを目的とする。

問題点の解決手段 この発明による廃水の処理方法は、高濃度のＢＯＤ成分
と微生物によって分解されにくい着色物質とを含む廃水
を嫌気性処理ついで好気性処理に付して、ＢＯＤ成分を
少なくとも大部分分解除去し、つぎに廃水を逆浸透膜に
通して、未分解の着色物質に由来するＣＯＤ成分を膜分
離除去することを特徴とする。

嫌気性処理すなわちメタン発酵は、１回だけでも、また
は２回続けて行なわれてもよい。

メタン発酵を１回行なう場合の嫌気性処理装置のバイオ
リアクター、およびこれを２回行なう場合の前段嫌気処
理装置のバイオリアクターは、メタン発酵に関与する微
生物である酸生成菌とメタン生成菌とを分離してメタン
発酵を行なう二相式のものでも、または上記分離を行な
わないでメタン発酵を行なう単相式のものでもよい。単
相式のりアクタ−および二相式のガス発生リアクターと
しては、菌体の流出を防止するための菌体沈降部を備え
たものが好ましい。

メタン発酵を２回行なう場合の後段の嫌気性処理は、不
溶性担体に菌体を付着させて成る固定化菌体を用いて行
なわれる。このように後段の嫌気性処理を固定化菌体を
用いて行なうことにより、メタン生成菌の濃度を高濃度
に保つことができ、メタン発酵の高速度化が可能である
上に、廃水中のＢＯＤが低くても（１００００１１１／
Ｉ以下）、メタン発酵を支障なく行なうことができる。

後段の嫌気性処理装置のりアクタ−としては、菌体を固
定化した不溶性担体を、流動床、移動床もしくは膨張床
として、または固定床として保持するバイオリアクター
が用いられる。

好気性処理は、不溶性担体に菌体を付着させて成る固定
化菌体を用いて、曝気下に流動床で行なわれる。

廃水の逆浸透膜による膜分離処理は、常法に従って行な
われる。また逆浸透膜への通水の前に、好ましくは、廃
水中のＳＳ成分（浮遊物質）の除去が行なわれる。ＳＳ
成分の除去は、精密濾過膜を用いた前濾過、遠心分離、
デカンタ−やフィルタープレスまたは沈降分離槽を用い
た固液分離によって行なわれる。

発明の作用効果 この発明の廃水処理方法によれば、着色物質を含む有機
廃水を嫌気性処理ついで好気性処理に付すので、廃水中
のＢＯＤ成分を少なくとも大部分分解除去することがで
きる。またついで廃水を逆浸透膜に通すので、微生物に
よって分解されなかった着色物質に由来するＣＯＤ成分
を膜分離除去することができる。こうしてこの発明によ
れば、高濃度のＢＯＤ成分と微性物によって分解されに
くい着色物質とを含む廃水を効率よく処理することがで
きる。

実　　施　　例 つぎにこの発明の実施例について説明する。

実施例１（嫌気性処理２回） ａ）前段嫌気性処理（単相式） はじめに前段嫌気性処理において用いる処理装置の構造
について説明する。

この装置は単相式のものであって、第１図に示すように
、実音ｆａ７００ｍＩｌのガラス製箔型リアクター（１
）を主体とし、冷却用ジャケット（２）を外装し、温度
および閣の制御表示装置（３）を備えている。またリア
クター（１）の頂部には菌体の流出を防止するための菌
体沈降部（４）が設けられている。そして処理すべき廃
水は冷却槽（５）内の廃水貯槽（６）からポンプ（１）
によってでリアクター（１）の底部に供給されて内部を
上行し、頂部から出てポンプ（８）によってリアクター
外を底部に戻される。こうして廃水は循環され、処理廃
水は頂部から流出するようになっている。またメタン発
酵により発生したガスの含量は湿式ガスメータ（９）で
測定される。

上記構成のりアクタ−（１）に、廃水（ＢＯＤ約２約２
９０屑０ 化汚泥３５０ｄと水３４５ｄとをそれぞれ投入し、リア
クター内液温５３℃に設定し、同液を一晩循環させた。

ついで上記廃水をリアクターｍにＢＯＤ容積負荷３５ｇ
／／／日で供給した。

ｂ）後段嫌気性処理（流動床） 上記ａ）工程で得られた前段嫌気性処理廃水を流動床で
後段嫌気性処理に付した。

流動床型の模膜嫌気性処理装置は、前段嫌気性処理装置
と基本的に同じものであって、第２図に示すように、実
容積７００ｄの基型リアクター（２１）を主体とし、冷
却用ジャケット（２２）を外装し、温度制御装置装＠　
（２３）およびｐＨ制御表示装＠　（２４１を備えてい
る。またリアクター（２１）の頂部には菌体の流出を防
止するための菌体沈降部（２５）が設けられている。そ
して前段嫌気性処理廃水は冷却槽（２６）内の廃水貯槽
（２７）からポンプ（２８）によってリアクター（２１
）の底部に供給されて内部を上行し、頂部から出てポン
プ（２９）によってリアクター外を底部に戻される。こ
うして廃水は循環され、後段処理廃水は国体沈降部（２
５）から流出するようになっている。またメタン発酵に
より発生したガスの含量は湿式ガスメーター（３０）で
測定される。

まず、種汚泥としての消化汚泥と不溶性担体（３１）と
を後者が２０重量％となるようにそれぞれリアクター（
２１）内に投入し、リアクター内液温を５３℃に設定し
、同液を一晩循環さけた。

こうして後段の嫌気性処理装置のりアクタ−（２１）内
に担体の流動床を形成するとともに、この担体にメタン
生成菌を付着させて固定化菌体を形成し、バイオリアク
ターを構成した。

ついでａ）工程で得られた前段嫌気性処理廃水をＢＯＤ
容積負荷＝８ＳＪ／／／日になるようにリアクター（２
１）に供給した。

Ｃ）好気性処理（流動床） 上記ｂ）工程で得られた後段嫌気性処理廃水を流動床で
好気性処理に付した。

好気性処理装置は、第３図に示すように、ドラフト管（
４１）を内挿しかつ冷却用ジャケット（４２）を外装し
た基型リアクター（４３）を主体とし、温度制御装置（
４４）を備えている。またリアクター　（４３）の頂部
には菌体の流出を防止するための菌体沈降部（４５）が
設けられている。そして後段嫌気性処理廃水は冷団槽（
４６）内の廃水貯槽（４７）からポンプ（４８）によっ
てリアクター（４３）の底部に供給される。またリアク
ター（４３）の底部に曝気用空気がフィルタを通して吸
入され、好気性処理廃水は菌体沈降部（４５）から流出
するようになっている。

まず、グルコースで馴養した種汚泥１００ｄと、ペプト
ンおよび肉エキスを主体とするＢＯＤ約３００１ｎｇ／
／の合成廃水と、不溶性担体（４９）とを担体が１０重
伍％になるようにそれぞれリアクター（４３）内に投入
し、リアクター内液渇を３０℃に設定して、同内液を一
晩曝気した。

こうして好気性処理装置のりアクタ−（４３）内に担体
の流動床を形成するとともにこの担体に菌体を付着させ
て固定化国体を形成し、バイオリアクターを構成した。

ついでｂ）工程で得られた後段嫌気性処理廃水をリアク
ター（４３）にＢＯＤ容偵負荷３ｇ／ｌ／日で供給した
。

ａ）、ｂ）およびＣ）工程の処理の結果、ＢＯＤは約２
９００ＣＭ＋ｙ／／から４００ｍ９／１まで除去され（
ＢＯＤ除去率９８％以上）、全有機炭素は７８００■／
／、色度は５８０００’であった。

ｄ）膜分離処理 上記Ｃ）工程で１９られた処理廃水を、圧力３０に９　
／　ｃｌＩｉＧで逆浸透膜に通して、５倍に濃縮した。

得られた透過水側の７ラツクスは０．２５１１１３／コ
／日であり、透過水の水質はＢＯＤ５７ｍｇ／（／、全
有機炭素５１０ｍｇ／／，色度５５０。

であり、膜分離処理によってＢＯＤ成分のみならず着色
物質に由来するＣＯＤ成分もほぼ完全に除去されること
がわかった。

実施例２ 実施例１においてＣ）工程で得られた処理液を、逆浸透
膜への通水の前に、精密濾過膜によって前濾過し、廃水
中のＳＳ成分を予め除去した。

ついで前濾過液を実施例１のｄ）工程と同じ操作で膜分
離処理した。

その結果、得られた処理廃水の平均フラックスは１．０
　ｍ３７ｒｄ１日に上がり、膜分離処理の前にＳＳ除去
を行なうことが好ましいことがわかった。

実施例３（嫌気性処理１回） 嫌気性処理装置として、二相式メタン発酵法のための発
酵装置を用いた。

はじめに二相式メタン発酵装置の構成について説明する
。二相式メタン発酵装置は、第４図に示すように、酸生
成りアクタ−（５１）とこれの後流側のガス生成りアク
タ−（５２）とよりなる。

酸生成りアクタ−（５１）は実容積１０ａを有し、撹拌
器（５３）を備え、かつ発酵温度およびｐＨの制御表示
装置（５４）を有している。また同リアクター　（５１
）には発生したガスの含聞を測定する湿式ガスメータ（
５５）が設けられている。

ガス生成りアクタ−（５２）は実容積１０３／の基型の
ものであって、冷却用ジャケット（５６）を外装し、温
度およびｐＨの制御表示装置（５７）を備えている。ま
た同リアクター（５２）の頂部には菌体の流出を防止す
るための菌体沈降部（５８）が設けられ、菌体沈降部（
５８）にはメタン発酵により発生したガスの金石を測定
する湿式ガスメータ（５９）が設けられている。

酸生成りアクタ−（５１）とガス生成りアクタ−（５２
）の間には酸生成反応液の受槽である沈降槽（６０）が
配置されている。また酸生成りアクタ−（５１）の前流
側には、冷却槽（６１）内に配置された廃水貯槽（６２
）が設けられている。

処理すべき廃水は冷却槽（６１）内の廃水貯槽（６２）
からポンプ（６３）によって酸生成りアクタ−（６１）
に供給され、ついでポンプ（６４）によって酸生成りア
クタ−（６１）に供給され、ついでポンプ（６４）によ
って沈降槽（６０）に一旦受けられ、さらにポンプ（６
５）によってガス生成りアクタ−（５２）に連続的ない
し断続的に供給されて内部を上行し、頂部から出てポン
プ（６６）によってリアクター外を底部に戻される。こ
うして廃水は循環され、処理廃水は菌体沈降部（５８）
から流出するようになっている。

まず、生成りアクタ−（５１）およびガス生成りアクタ
−（５２）において、それぞれ種汚泥として消化汚泥を
用い、発Ｍ温度を３７℃に設定する点を除いて、実施例
１と同じ操作を繰返し、菌体の馴養を行なった。つぎに
ＢＯＤ２９０００ｍｔｉ／／の廃水をＢＯＤ容１ｆｉ荷
１０ＩＲｇ／／／日で廃水貯槽（６２）から多槽（５１
）（５２）に供給した。

１ｑられた嫌気性処理廃水を、実施例１のＣ）工程の好
気性処理に付し、ついで廃水を遠心分離処理して、その
軽液（上澄液）を実施例１のｄ）工程の膜分離処理に付
した。

得られた透過液の水質はＢＯＤ４０■／ｌ、全有機炭素
約５１０Ｉｒ１ｇ／／、色度５５０°であり、膜分離処
理によってＢＯＤ成分のみならず着色物質に由来するＣ
ＯＤ成分もほぼ完全に除去されることがわかった。

【図面の簡単な説明】

第１図は単相式嫌気性処理を尽す系統図、第２図は流動
床型嫌気性処理を示す系統図、第３図は打着性処理を示
す系統図、第４図は二相式嫌気性処理を示す系統図であ
る。 以　　上 外４名

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）高濃度のＢＯＤ成分と微生物によって分解されに
   くい着色物質とを含む廃水を嫌気性処理ついで好気性処
   理に付して、ＢＯＤ成分を少なくとも大部分分解除去し
   、つぎに廃水を逆浸透膜に通して、未分解の着色物質に
   由来するＣＯＤ成分を膜分離除去することを特徴とする
   、着色物質を含む有機廃水の処理方法。
2. （２）逆浸透膜への通水の前に廃水中のＳＳ成分を予め
   除去しておく、特許請求の範囲第１項記載の方法。