JPS62279898A - し尿の嫌気的消化法 - Google Patents

し尿の嫌気的消化法

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JPS62279898A
JPS62279898A JP61123440A JP12344086A JPS62279898A JP S62279898 A JPS62279898 A JP S62279898A JP 61123440 A JP61123440 A JP 61123440A JP 12344086 A JP12344086 A JP 12344086A JP S62279898 A JPS62279898 A JP S62279898A
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methane fermentation
uasb
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銀朗 遠藤
Takayuki Suzuki
隆幸 鈴木
Katsuyuki Kataoka
克之 片岡
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Ebara Research Co Ltd
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • 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】 3発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は、し尿を上向流嫌気性スラッジブランケット法
(以下、UASB法と略記する)にエフ嫌気的に処理す
る方法に関するものである。
〔従来の技術及びその問題点〕
UASB @は廃水をメタン発酵するための方法として
近年開発された方法であって、原廃水を反応器(発酵槽
)底部より上向流として流入させ、菌の付層担体を用い
ることなく、汚泥をフロック化若しくは粒状化せしめる
ことにょジスラツシヘッド全形成させ、反応器中に高一
度の微生物を確保することにより高容積負荷金許谷しう
る嫌気性的生物処理技術、即ちメタン発酵方法である(
下水道路会誌VoL22 、  No、 255198
 s/a、  67頁へ77頁)。
この方法は、廃液の質的差異により採用できる場合と採
用できない場合のあることが知られており、この方f:
全し尿糸汚水のメタン発酵に適用できるか否かを検討[
〜fc報告?1Jはこれまでのところ皆無である。
〔発明の目的〕
本発明は、し尿糸汚水をUAS B法にニジメタン発酵
する方法全提供することを目的とする。
〔発明の構成〕
本発明は、し尿糸汚水をUASB法によりメタン発酵す
る方法において、生し尿中に含−!:fiでいるアンモ
ニア注窒素嬢度が3,200岬/l以下で、かつ浮遊固
形物濃度が5,000■/l以下となるように希釈し友
後メタン発酵処理を行うことを特徴とするし尿糸汚水の
嫌気的消化法である。
即ち、本発明に、従来のメタン発酵処理法では全く採用
されていなかつ九メタン発酵処理に先立って、し尿を希
釈し友後メタン発酵処理を行うという新しい方法を採用
することによって、し尿のUASB法による処理を可能
ならしめたものである。
以下、本発明方法を詳しく説明する。
従来のし尿のメタン発酵処理法においては、し尿をでき
るだけ長時間メタン発酵槽に保持するためし尿を希釈し
て処理することは全く考えられていなかった。
従来のし尿糸汚水のメタン発酵処理法とは、完全混合式
消化槽、固定床式上向流嫌気性反応槽、固定床式下向流
嫌気性反応槽および流動床式嫌気性反応槽などを用い次
処理方法であって、これらの方法は何れもメタン菌等の
フロック形成がメタン菌等の担体に対する付着能力金利
用して構成され次処理プロセスであって、基質としての
し尿はこれらの薗のフロック形成や担体への付着に対し
て特に大きな影!#會与えることがないので非効率的な
がらし尿糸汚水を希釈することなくそのま\処理するこ
とが可能であつ次。
従って、通常のし尿のメタン発酵法においては、メタン
発酵処理を行った後に約10〜20倍に希釈し次後活性
汚泥法や散水F床法等の嫌気性処理によって二次的に処
理する方式が採用されて米ている。
前記従来方法に対し、UASB@は、メタン菌を中心と
する嫌気性菌を担体等の付着媒体に付着させるのではな
く、画体自身により自己固定化(111体がα5sm〜
51111程度の顆粒状に袂果したグラニユールを形成
すること)シ、このグラニユールにより汚泥のブランケ
ラトラ形成させ、該ブランケット中を上向流で特定の有
機性汚水を通すことによって該汚水のメタン発酵処理を
行う方法でろる0 本発明者らは、このUASB@i厘接し尿の処理に通用
できるかどうかについて爽秋を行ったが、第1図に示す
無希釈し尿t−UASB法により処理した場合の経過日
数に対するBOD除去軍のグラフかられかるように、生
し尿1UAsB法によってメタン発酵処理することは不
可能であっ次。なお、該実験においては、容量20tの
反応槽に171/日(0割合で、BOD 1.5000
11q/l、 S S 6,2507M9/l、アンモ
ニア性窒素6.000岬/lで温度33℃のし尿を通し
次。
そこで、その原因について検討を行なつ友ところ、UA
SB法によりメタン発酵処理を行う念めには、有機物を
メタンガスにまで分屏するのに関与する嫌気性菌体がグ
ラニユールを形成するのが必須の条件であるが、無希釈
し原音基質としてUASB法を適用した場合には、この
グラニユール(ブランケット)が形成されていないこと
から、し尿中にはグラニユールの形成を阻害する物質が
存在しているのではないかと考えられ次。
そこで、生し原音水道水によって5倍に希釈して、同じ
(UASB f:による処理を試みたところ、第2図に
示す経過日数に対するBOD除去軍のグラフかられかる
ように、し尿のUASB f:によるメタン発酵処理が
可能であることがわかった0 生し原音浄化槽汚泥、離廃水、地下水、河川水、海水等
で希釈した場合にもfil様な結果が得られ、これは、
生し尿中のメタン陶全含む嫌気性菌に対するグラニユー
ル形成阻害物置の嬢匿が薄められ交友めであると考えら
れた。
そこで、し尿中の嫌気性画体グラニユールの形成阻害因
子について検討を行った。
先づ、無希釈し尿を陽イオン交換処理した後UASB 
f:による処理を行ったところ、前記希釈し尿と同様に
メタン発酵処理が可能であった。
そこでし尿中の陽イオン成分として比較的多葉に含1れ
でいるアンモニウムイオンの影響ではないかと考え、陽
イオン交換処理した無希釈し尿にNH4Clをアンモニ
ア性窒素嬢度が種々の嬢度になるように添加したものに
ついてUASB法による処理を行つ次ところ、アンモニ
ア性窒素濃度が、5.200岬/を以下の場合にはUA
SB法による処理が可能であるが、アンモニア性窒素濃
度が5.500q/lとなるとUASB法による処理は
不可能であること、即ちメタン菌等のグラニユールは形
成されないことを見いだした。
この知見に基いて、BOD 50,000岬/lsアン
モニア性窒素a、oooq/zの生し尿を2.5倍以上
に希釈してUAS B法による処理を試みたところ、良
好な嫌気性菌のグラニユール即ちブランケットが形成さ
れ、順調にメタン発#を行うことができたoまた比較的
低濃度の生し尿であるBOD 10,000η/lsア
ンモニア性窒素4.000 jlF/ Lの生し尿につ
いては1.3倍以上に希釈してUASB法にエフ処理す
ることにより前記と同様グラニユールの形成が十分で、
UASB法による消化処理が可能であった。
以上の結果から、し尿をUASB法に:り処理する場合
、グラニユールの生成を阻害する因子はアンモニア性窒
素であり、その濃度を3,200vq7を以下に希釈す
る必要があることがわかつ次0 また、上記yl:験t−、av返している中に、アンモ
ニア性窒素濃度を3,200η/を以下に希釈してUA
SB法にエフし尿のメタン発酵処理を行う場合にもメタ
ン発酵が順調に行なわれない場合があることを見出し、
更にその原因について検討を行った所、し尿中に多量の
SSが存在する場合、メタン発酵槽内で大量のスカムが
発生し、このスカムに随伴してグラニユール化菌体が浮
上し流出するのが原因であることが判明し九〇 そこでし尿中の98衾fiとUASB方式のメタン発酵
槽におけるスカムの発生との関係について検討を行った
ところ、し床中におけるSS@度i5,000η/を以
下に制御することによって、メタン発酵槽中におけるス
カムの発生を有効に減少させることができ、従ってスカ
ムに随伴してグラニユール陶体が浮上流出するの全防止
でき、UASB処理槽内にグラニユール化した菌体を高
濃度に保持しうろことを見いだした。
従って、し尿をUASB法によりメタ/発部処理する場
合には、BOD除去率70%以上を達成するためにはし
尿を希釈してアンモニア性窒素濃度i5,200岬/l
とすると共に、し尿中の83!1度が高い場合にi、s
s@its、oo。
W9/を以下となるようにしてメタン発酵槽中における
スカムの発生を抑制することにエフグラニユール化した
画体の浮上流出を防止する必要がある。
実施例 陽イオン交換処理によってアンモニア會除去したBOD
 1.2000”i/ t、  S S 4,000’
9/1の無希釈し尿に、アンモニア性窒素濃度が夫々6
−500 ”II/ Z s 5−500 Q / t
 % 4−500 ”i/l、3,500岬/l、 5
.200 W9/l、 2,500q7を及びi、50
(IP/lとなるようにNH4C’t’に添加し、これ
らをグラニユール化汚泥の存在しないし原酒化汚泥1.
0tを植種したUASB反応槽に1゜511日の割合で
通水しながら(滞留時間1.53日)35℃の発6?i
度で6ケ月にわ九って運転し、主としてBOD除去率を
鉤べ友。
定常状態に達したと判断された期間における平均BOD
除去*は第3図に示す通りである。
この結果からBOD除去能に対するアンモニア性電素歯
度の影響はNH,−Nが2,500η/lと3.500
y/lの間で大きく変化することがわかった。また2、
500岬/を以下のNH4−N濃度のし尿の処理実験で
はメタン菌による1〜2■粒径のグラニユールが形成さ
れUASB反応槽内の汚泥濃度[50,000119/
za上となったが、!1,500 ”II/ 1以上の
NH4−N濃度のし床上通水し九UASB反応槽は6ケ
月の運転後も汚泥のグラニユール化は生ぜず、フロック
状の汚泥が存在しており、その汚泥濃度は4,000〜
/lと低いものであつ友。すなわちNH4−N嬢gが3
,500vq7を以上の場合には十分なメタン防嬢度を
UAS B反応器内に保持することができない九め、B
OD除去軍56%以下の低性能しか得られなかつ次。
アンモニア性窒素濃度がグラニユール形成のうえでどの
[まで許容されるかについて他の条件は同一としてさら
に調べたところ、第3図に示し友ようにNl(、−N 
3.20011jl/ tまでは約3ケ月間の運転で汚
泥のグニニ瓢−ル化七達成できBOD除去軍も77%以
上と、それ以上のNE4−N一度の場合に比べてBOD
除去軍が急速にili!Iまることがわかった。このN
H4−N 5.200 W/ tの時のメタンガス発生
@f−14.46t/処理し尿1tでNH4−N 5,
500 M9/lの時のメタンガス発生徽1.25t/
処理し尿1tの約五6倍と十分なものであった。
つぎに、ss濃度7,000岬/lのし尿(BOD20
.000 W/L、アンモニア性窒素濃度3,000w
hy/l(陽イオン父換によって濃度調整)を、SSS
度が夫# 6,000 q7t1s、o o oq7t
4.000 wxi7t、  s、o o a xq7
t、  2,00 aq7t、1,000η/l(7倍
希釈)となるように希釈し、アンモニア性窒素濃度の影
響を調べた時と四じようにUASB反ろ檜(2t)を用
いて、BOD容積負荷が8 K/m”・日で一定になる
ように各希釈段階のし原音通水して処理案1!At行っ
た。
無希釈のものについても同様の処理実験上行つ次。この
時の滞留時1iJ’)は無希釈し尿の処理を行うUAS
B反応僧で2.5日、7倍希釈し尿を処理を行うUAS
B反応檜で[L36日であった。また発酵温度はいずれ
も35℃で同一条件とした。
約7ケ月間の運転で最終的に処理が安定したと思われる
期間の平均のBOD除去’tAk投入したし尿のSSに
対して示すと第4図に示す通りである。し尿中のSSS
変度5,000■/を以下の場合のBOD除去軍は80
%以上と島く、この場合1日当りのメタンガス発生量が
7.817日と多かつ九のに対して、SS6度が6,0
00η/を以上の場合にはBOD除去率が極端に低下し
く25チ以下)、メタンガス発生量も1.7t/日と低
いものであつ友。これは6,000岬/を以上の鳥SS
のし尿のUASB @による処理では、大量のスカムが
発生し、せっかく形成されたグラニユールをすべて浮上
流亡させてしまい、UASE反応m円での汚泥強度t−
高められなかったことによるものであつ次。
【図面の簡単な説明】
第1図は、無希釈し尿t−UAsB法により処理した場
合の経過日数とBOD除去率の関係全示す図、第2図は
5倍に希釈した生し尿i UASB @により処理した
場合の経過日数とBOD除去軍の関係を示す図、第3図
はし尿t−UAsB法により処理する場合のし尿中のア
ンモニア性窒素濃度(”iJ/l)とBOD除去率との
関係を示す図、第4図にし尿をUASB法により処理す
る場合のし尿中の5Sva度(”%’#)と溶解性BO
D除去率との関係を示す図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、し尿糸汚水を、上向流嫌気性スラッジブランケット
    法によりメタン発酵処理する方法において、生し尿中に
    含まれるアンモニア性窒素濃度が3,200mg/l以
    下で、かつ浮遊固形物濃度が5,000mg/l以下と
    なるように希釈した後メタン発酵処理することを特徴と
    するし尿糸汚水の嫌気的消化法。
JP61123440A 1986-05-30 1986-05-30 し尿の嫌気的消化法 Granted JPS62279898A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4915841A (en) * 1987-08-07 1990-04-10 Snamprogetti, S.P.A. Process for the biological purification of waste waters
JP2007237055A (ja) * 2006-03-07 2007-09-20 Toshiba Corp 有機性廃水の処理方法及び装置
JP2010234203A (ja) * 2009-03-30 2010-10-21 Meiji Milk Prod Co Ltd メタン発酵方法及びメタン発酵装置
US20140353246A1 (en) * 2013-05-30 2014-12-04 Universidad De Santiago De Chile Process to anaerobic digestion of wastewater with high concentration of ammonia nitrogen or protein, in upflow anaerobic digester and sludge blanket, with immobilization of microorganisms and inhibition by ammonium controlled using zeolite-clinoptilolite, and optional production of biofertilizer

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