JPS6353879B2 - - Google Patents
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- JPS6353879B2 JPS6353879B2 JP17717084A JP17717084A JPS6353879B2 JP S6353879 B2 JPS6353879 B2 JP S6353879B2 JP 17717084 A JP17717084 A JP 17717084A JP 17717084 A JP17717084 A JP 17717084A JP S6353879 B2 JPS6353879 B2 JP S6353879B2
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
Landscapes
- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
Description
産業上の利用分野
この発明は、BOD10000mg/以上の有機物を
含む廃水（以下、高濃度有機系廃水と称する）の
処理方法に関するものである。 従来の技術 従来、高濃度有機系廃水を処理するには、同廃
水をBOD1000ml/程度まで希釈し、ついで希釈
廃水を活性汚泥法により処理する方法か、または
同廃水をメタン発酵により処理してメタンガスを
回収するとともにBOD除去率80〜90％で有機物
を分解し、ついで得られたBOD1000mg/程度の
消化液をやはり活性汚泥法により処理する方法が
行なわれていた。そして、いずれの場合も処理廃
水の水質をBOD200mg/以下に向上させていた。 発明が解消しようとする問題点 しかし、上記の２つの方法のうち前者の方法で
は希釈用に大量の水が必要であつた。 また後者の方法はメタンガスを回収できる点で
はエネギー的に有利であるが、従来のメタン発酵
法ではメタン生成菌の増殖速度が遅く、また廃水
の槽内滞留日数を短縮すると有機酸が蓄積し、こ
れが直接的にまたはPHを下げることから間接的に
メタン生成菌の増殖を阻害することになるため、
10日〜30日もの滞留日数が必要となつた。 またこれらの方法ではいずれも活性汚泥法を用
いるため、曝気槽内の溶存酸素は１〜４mg/存
在している必要があり、BODが高くなるほど大
きな曝気動力が要求される。また生成される汚泥
量も0.5〜0.7（MLSS）／ｇ（BOD）と大きく、
余剰汚泥の処分にも苦慮した。 この発明は上記のような諸問題をことごとく解
決することのできる廃水処理方法を提供すること
を目的とするものである。 なお、この明細書においてBOD負荷はすべて
BOD容積負荷であり、またMLSSは曝気槽内の
廃水と活性汚泥との混合物中に含まれる浮遊物質
濃度を意味する。 問題点を解決するための手段 この発明による高濃度有機系廃水の処理方法
は、高濃度有機系廃水をメタン発酵法により処理
した後、得られた消化液を嫌気処理することを特
徴とするものである。 この発明による処理方法の対象となる高濃度有
機系廃水の代表例としてはアルコール蒸留廃液が
挙げられるが、そのほか、都市ごみを含む廃水、
下水汚泥、パルプなどのヘドロ、食品加工廃水、
し尿などの高濃度有機系廃水ももちろん対象とな
る。 メタン発酵法には二相式メタン発酵法と単相式
メタン発酵法があるが、これら両者ともこの発明
に適用できる。なお、この明細書において二相式
メタン発酵法とはメタン発酵に関与する微生物群
のうち酸生成菌とメタン生成菌とを分離し、これ
らをそれぞれ至適条件下に培養し、酸生成過程に
おいて酸生成菌の働きにより有機物を分解して低
級脂肪酸を得、メタン生成過程においてメタン生
成菌の働きにより上記有機酸を分解してメタンと
二酸化炭素を得る方法を意味し、また単相式メタ
ン発酵法とは上記のような微生物の分離を行なわ
ないで発酵を行なう方法を意味することとする。 嫌気処理は、嫌気性固定槽または嫌気性流動槽
を用いて、固定槽内に充填した充填材にメタン発
酵菌体を付着させるか、担体に自然付着した付着
菌体やゲル状担体に包括した固定化菌体を流動槽
内で流動させるか、または上記固定化菌体を固定
槽内に充填することにより行なわれる。この嫌気
処理においては、菌体は槽内の充填物や担体に確
実に保持され、ウオツシユ・アウトされることが
ない。 槽内で菌体を付着させるための充填材として
は、プラスチツク製、金属製、セラミツク製など
の網状物、環状物、サドル状物などが用いられ、
具体的にはラシヒリング、ステツドマン・パツキ
ング、バールサドルなどが例示される。 菌体を自然付着させるための担体としてはバー
ミユキユライト、砂、活性炭などが用いられる。 菌体の固定化は、ゲル状担体に菌体を包み込む
公知の包括法によりつぎのように行なわれる。す
なわちゲル基剤の水溶液に所定量の菌体を混合し
た後、この混合液を冷却するかあるいはゲル化剤
と接触させ、生成したゲルを所要サイズの粒状も
しくは膜状に成型する。また、ゲル基質としてポ
リアクリルアミドを用いる場合には、所定量の菌
体を含む溶液にアクリルアミドモノマー、架橋
剤、重合促進剤、重合開始剤を加えてモノマーを
重合させ、生成したゲルを上述のように成型す
る。ゲル基剤としては、カラギーナン、アルギン
酸ソーダ、ポリビニルアルコール、ポリアクリル
アミド、ポリウレタンなどが用いられ、ゲル化剤
としては塩化カリウム、塩化カルシウム、塩化マ
グネシウムなどが用いられ、架橋剤としてはＮ，
N′―メチレンビスアクリルアミドなどが用いら
れ、重合促進剤としてはβ―ジメチルアミノプロ
ピオニトリルなどが用いられ、重合開始剤として
は過硫酸カリウムなどが用いられる。 発明の効果 この発明による高濃度有機系廃水の処理方法
は、メタン発酵の後で嫌気処理を行なうものであ
るので、冒頭で述べたような問題点、すなわち、
高濃度有機系廃水を希釈するのに大量の水を必要
とし、溶存酸素を高く保つために大きな曝気動力
を必要としたり、余剰汚泥の処分に苦慮するとい
つた問題を完全に解消することができる。したが
つて、この発明の処理方法によれば、処理槽内の
汚泥濃度を所定値に維持して、短い廃水滞留時間
においてもメタンガスを回収することができると
ともにBODを低減させることができる。 実施例 つぎにこの発明の実施例を示し、この発明の効
果を例証する。 実施例 １ 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。添付図面において、廃水貯槽１の後
流側に設置された酸生成槽２は、実容積1.5の
機械撹拌型発酵槽であつて、撹拌機３と温度およ
びPHの制御表示装置４とを備えている。酸生成槽
２の向流側に沈降槽５を介して設置されたメタン
生成槽６は、実容積1.5の流動床型発酵槽であ
つて、保温用のジヤケツト７を有する小径の流動
部８と、これの上に連なる菌体沈降用の大径の沈
降部９とを主体とし、流動部８には温度およびPH
の制御表示装置１０が設けられ、沈降部９には発
生したガスを発酵液から分離させる円筒状のガス
分離部材１１が内奏されている。 そして廃水貯槽１に貯えられた有機物含有廃水
は、ポンプ１２によつて酸生成槽２に供給され、
同槽２で生成した有機酸含有液はポンプ１３によ
つて沈降槽３に送られる。そして沈降槽３の上澄
液がポンプ１４でメタン生成槽６の底部に供給さ
れ、発酵液が頂部からオーバーフローにより流出
する。また発酵液の一部は頂部から取出されてポ
ンプ１５によつて底部に循環させる。そして酸生
成槽２およびメタン生成槽６で発生するガスの含
量は、それぞれ湿式ガスメータ１６，１７で測定
される。 上記二相式メタン発酵装置において、メタン生
成槽６の後流側に、流量調整槽２１およびポンプ
１８を介して嫌気槽１９を設置した。同槽１９は
実容積１の固定床型発酵槽であつて、発生する
ガス含量を湿式ガスメータ２０で測定するように
なつている。そして嫌気性処理槽１９内にプラス
チツク製の網状構造物よりなる多数の円筒状充填
材（径20mm、長さ20mm、比表面積200m2/m3）をラ
ンダムに充填した。 高濃度有機系廃水としてアルコール蒸留廃液を
用い、この廃水を酸生成槽２ついでメタン生成槽
６に通し、常法に従つて二相式メタン発酵に付
し、ついで嫌気性処理槽１９に通して嫌気処理し
た。 なお、アルコール蒸留廃液はフイリピン産廃糖
蜜280ｇ/と尿素1.4ｇ/とよりなる培地を用い
て24時間アルコール発酵（酵母サツカロマイセ
ス・セレビシエSaccharomyces cerevisiae
IF00224）を行なつた後、発酵液を約４時間に煮
沸してアルコールを飛散させることにより得られ
た廃液（BOD33000mg/）である。 処理成績はつぎの表１に示すとおりである。
含む廃水（以下、高濃度有機系廃水と称する）の
処理方法に関するものである。 従来の技術 従来、高濃度有機系廃水を処理するには、同廃
水をBOD1000ml/程度まで希釈し、ついで希釈
廃水を活性汚泥法により処理する方法か、または
同廃水をメタン発酵により処理してメタンガスを
回収するとともにBOD除去率80〜90％で有機物
を分解し、ついで得られたBOD1000mg/程度の
消化液をやはり活性汚泥法により処理する方法が
行なわれていた。そして、いずれの場合も処理廃
水の水質をBOD200mg/以下に向上させていた。 発明が解消しようとする問題点 しかし、上記の２つの方法のうち前者の方法で
は希釈用に大量の水が必要であつた。 また後者の方法はメタンガスを回収できる点で
はエネギー的に有利であるが、従来のメタン発酵
法ではメタン生成菌の増殖速度が遅く、また廃水
の槽内滞留日数を短縮すると有機酸が蓄積し、こ
れが直接的にまたはPHを下げることから間接的に
メタン生成菌の増殖を阻害することになるため、
10日〜30日もの滞留日数が必要となつた。 またこれらの方法ではいずれも活性汚泥法を用
いるため、曝気槽内の溶存酸素は１〜４mg/存
在している必要があり、BODが高くなるほど大
きな曝気動力が要求される。また生成される汚泥
量も0.5〜0.7（MLSS）／ｇ（BOD）と大きく、
余剰汚泥の処分にも苦慮した。 この発明は上記のような諸問題をことごとく解
決することのできる廃水処理方法を提供すること
を目的とするものである。 なお、この明細書においてBOD負荷はすべて
BOD容積負荷であり、またMLSSは曝気槽内の
廃水と活性汚泥との混合物中に含まれる浮遊物質
濃度を意味する。 問題点を解決するための手段 この発明による高濃度有機系廃水の処理方法
は、高濃度有機系廃水をメタン発酵法により処理
した後、得られた消化液を嫌気処理することを特
徴とするものである。 この発明による処理方法の対象となる高濃度有
機系廃水の代表例としてはアルコール蒸留廃液が
挙げられるが、そのほか、都市ごみを含む廃水、
下水汚泥、パルプなどのヘドロ、食品加工廃水、
し尿などの高濃度有機系廃水ももちろん対象とな
る。 メタン発酵法には二相式メタン発酵法と単相式
メタン発酵法があるが、これら両者ともこの発明
に適用できる。なお、この明細書において二相式
メタン発酵法とはメタン発酵に関与する微生物群
のうち酸生成菌とメタン生成菌とを分離し、これ
らをそれぞれ至適条件下に培養し、酸生成過程に
おいて酸生成菌の働きにより有機物を分解して低
級脂肪酸を得、メタン生成過程においてメタン生
成菌の働きにより上記有機酸を分解してメタンと
二酸化炭素を得る方法を意味し、また単相式メタ
ン発酵法とは上記のような微生物の分離を行なわ
ないで発酵を行なう方法を意味することとする。 嫌気処理は、嫌気性固定槽または嫌気性流動槽
を用いて、固定槽内に充填した充填材にメタン発
酵菌体を付着させるか、担体に自然付着した付着
菌体やゲル状担体に包括した固定化菌体を流動槽
内で流動させるか、または上記固定化菌体を固定
槽内に充填することにより行なわれる。この嫌気
処理においては、菌体は槽内の充填物や担体に確
実に保持され、ウオツシユ・アウトされることが
ない。 槽内で菌体を付着させるための充填材として
は、プラスチツク製、金属製、セラミツク製など
の網状物、環状物、サドル状物などが用いられ、
具体的にはラシヒリング、ステツドマン・パツキ
ング、バールサドルなどが例示される。 菌体を自然付着させるための担体としてはバー
ミユキユライト、砂、活性炭などが用いられる。 菌体の固定化は、ゲル状担体に菌体を包み込む
公知の包括法によりつぎのように行なわれる。す
なわちゲル基剤の水溶液に所定量の菌体を混合し
た後、この混合液を冷却するかあるいはゲル化剤
と接触させ、生成したゲルを所要サイズの粒状も
しくは膜状に成型する。また、ゲル基質としてポ
リアクリルアミドを用いる場合には、所定量の菌
体を含む溶液にアクリルアミドモノマー、架橋
剤、重合促進剤、重合開始剤を加えてモノマーを
重合させ、生成したゲルを上述のように成型す
る。ゲル基剤としては、カラギーナン、アルギン
酸ソーダ、ポリビニルアルコール、ポリアクリル
アミド、ポリウレタンなどが用いられ、ゲル化剤
としては塩化カリウム、塩化カルシウム、塩化マ
グネシウムなどが用いられ、架橋剤としてはＮ，
N′―メチレンビスアクリルアミドなどが用いら
れ、重合促進剤としてはβ―ジメチルアミノプロ
ピオニトリルなどが用いられ、重合開始剤として
は過硫酸カリウムなどが用いられる。 発明の効果 この発明による高濃度有機系廃水の処理方法
は、メタン発酵の後で嫌気処理を行なうものであ
るので、冒頭で述べたような問題点、すなわち、
高濃度有機系廃水を希釈するのに大量の水を必要
とし、溶存酸素を高く保つために大きな曝気動力
を必要としたり、余剰汚泥の処分に苦慮するとい
つた問題を完全に解消することができる。したが
つて、この発明の処理方法によれば、処理槽内の
汚泥濃度を所定値に維持して、短い廃水滞留時間
においてもメタンガスを回収することができると
ともにBODを低減させることができる。 実施例 つぎにこの発明の実施例を示し、この発明の効
果を例証する。 実施例 １ 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。添付図面において、廃水貯槽１の後
流側に設置された酸生成槽２は、実容積1.5の
機械撹拌型発酵槽であつて、撹拌機３と温度およ
びPHの制御表示装置４とを備えている。酸生成槽
２の向流側に沈降槽５を介して設置されたメタン
生成槽６は、実容積1.5の流動床型発酵槽であ
つて、保温用のジヤケツト７を有する小径の流動
部８と、これの上に連なる菌体沈降用の大径の沈
降部９とを主体とし、流動部８には温度およびPH
の制御表示装置１０が設けられ、沈降部９には発
生したガスを発酵液から分離させる円筒状のガス
分離部材１１が内奏されている。 そして廃水貯槽１に貯えられた有機物含有廃水
は、ポンプ１２によつて酸生成槽２に供給され、
同槽２で生成した有機酸含有液はポンプ１３によ
つて沈降槽３に送られる。そして沈降槽３の上澄
液がポンプ１４でメタン生成槽６の底部に供給さ
れ、発酵液が頂部からオーバーフローにより流出
する。また発酵液の一部は頂部から取出されてポ
ンプ１５によつて底部に循環させる。そして酸生
成槽２およびメタン生成槽６で発生するガスの含
量は、それぞれ湿式ガスメータ１６，１７で測定
される。 上記二相式メタン発酵装置において、メタン生
成槽６の後流側に、流量調整槽２１およびポンプ
１８を介して嫌気槽１９を設置した。同槽１９は
実容積１の固定床型発酵槽であつて、発生する
ガス含量を湿式ガスメータ２０で測定するように
なつている。そして嫌気性処理槽１９内にプラス
チツク製の網状構造物よりなる多数の円筒状充填
材（径20mm、長さ20mm、比表面積200m2/m3）をラ
ンダムに充填した。 高濃度有機系廃水としてアルコール蒸留廃液を
用い、この廃水を酸生成槽２ついでメタン生成槽
６に通し、常法に従つて二相式メタン発酵に付
し、ついで嫌気性処理槽１９に通して嫌気処理し
た。 なお、アルコール蒸留廃液はフイリピン産廃糖
蜜280ｇ/と尿素1.4ｇ/とよりなる培地を用い
て24時間アルコール発酵（酵母サツカロマイセ
ス・セレビシエSaccharomyces cerevisiae
IF00224）を行なつた後、発酵液を約４時間に煮
沸してアルコールを飛散させることにより得られ
た廃液（BOD33000mg/）である。 処理成績はつぎの表１に示すとおりである。
【表】
表１から明らかなように、高濃度有機系廃水の
水質を全滞留日数4.4日でBOD33000mg/から
110mg/にまで向上することができ、またBOD1
ｇ当りメタン0.67を回収することができた。 実施例 ２ 嫌気性処理槽１９として、実容積１の流動床
型発酵槽を用い、かつ同槽１９内に担体としてバ
ーミユキユライトを10V％充填する点を除いて、
実施例１と同じ操作を繰返した。流動床型処理槽
はメタン生成槽６と同じ構造を有するものであ
る。 処理成績はつぎの表２に示すとおりである。
水質を全滞留日数4.4日でBOD33000mg/から
110mg/にまで向上することができ、またBOD1
ｇ当りメタン0.67を回収することができた。 実施例 ２ 嫌気性処理槽１９として、実容積１の流動床
型発酵槽を用い、かつ同槽１９内に担体としてバ
ーミユキユライトを10V％充填する点を除いて、
実施例１と同じ操作を繰返した。流動床型処理槽
はメタン生成槽６と同じ構造を有するものであ
る。 処理成績はつぎの表２に示すとおりである。
【表】
表２から明らかなように、高濃度有機系廃水の
水質を全滞留日数4.34日でBOD33000mg/から
約100mg/にまで向上することができ、また
BOD1ｇ当りメタン0.64を回収することができ
た。 実施例 ３ 嫌気性処理槽１９として、実容積１の流動床
型発酵槽を用い、かつアルギン酸ソーダゲルで包
括した固定化メタン発酵菌を30V％充填する点を
除いて、実施例１と同じ操作を繰返した。 なお、アルギン酸ソーダゲルによるメタン発酵
菌の固定化はつぎの方法で行なつた。すなわち、
下水処理場の中温消化汚泥を、実施例１で述べた
BOD33000mg/のアルコール蒸留廃液で温度37
℃、PH７〜８で馴養し、得られた馴養汚泥100ml
を濃縮して20mlとした後、この濃縮汚泥を、温度
40℃に保温した滅菌済み２％アルギン酸ソーダ水
溶液180mlと混合し、混合液を1.5の0.1M塩化
カルシウム水溶液中に滴下した。こうしてメタン
発酵菌を包括した直径約４mmのビーズ状ゲルを形
成した。 処理成績はつぎの表３に示すとおりである。
水質を全滞留日数4.34日でBOD33000mg/から
約100mg/にまで向上することができ、また
BOD1ｇ当りメタン0.64を回収することができ
た。 実施例 ３ 嫌気性処理槽１９として、実容積１の流動床
型発酵槽を用い、かつアルギン酸ソーダゲルで包
括した固定化メタン発酵菌を30V％充填する点を
除いて、実施例１と同じ操作を繰返した。 なお、アルギン酸ソーダゲルによるメタン発酵
菌の固定化はつぎの方法で行なつた。すなわち、
下水処理場の中温消化汚泥を、実施例１で述べた
BOD33000mg/のアルコール蒸留廃液で温度37
℃、PH７〜８で馴養し、得られた馴養汚泥100ml
を濃縮して20mlとした後、この濃縮汚泥を、温度
40℃に保温した滅菌済み２％アルギン酸ソーダ水
溶液180mlと混合し、混合液を1.5の0.1M塩化
カルシウム水溶液中に滴下した。こうしてメタン
発酵菌を包括した直径約４mmのビーズ状ゲルを形
成した。 処理成績はつぎの表３に示すとおりである。
【表】
実施例 ４
二相式メタン発酵の代わりに、添付図面に示す
二相式メタン発酵装置のメタン生成槽６だけを用
いて単相式メタン発酵を行なう点を除いて、実施
例３と同じ操作を繰返した。 処理成績はつぎの表４に示すとおりである。
二相式メタン発酵装置のメタン生成槽６だけを用
いて単相式メタン発酵を行なう点を除いて、実施
例３と同じ操作を繰返した。 処理成績はつぎの表４に示すとおりである。
図面は実施例１から実施例３において用いた二
相式メタン発酵装置の縦断面図である。 ２…酸生成槽、６…メタン生成槽、１９…嫌気
性処理槽。
相式メタン発酵装置の縦断面図である。 ２…酸生成槽、６…メタン生成槽、１９…嫌気
性処理槽。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 高濃度有機系廃水をメタン発酵法により処理
した後、得られた消化液を嫌気処理することを特
徴とする高濃度有機系廃水の処理方法。 ２ 嫌気性固定槽または嫌気性流動槽を用いて、
固定槽内に充填した充填材にメタン発酵菌体を付
着させるか、担体に自然付着した付着菌体やゲル
状担体に包括した固定化菌体を流動槽内で流動さ
せるか、または上記固定化菌体を固定槽内に充填
することにより消化液を嫌気処理する、特許請求
の範囲第１項記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59177170A JPS6154293A (ja) | 1984-08-24 | 1984-08-24 | 高濃度有機系廃水の処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59177170A JPS6154293A (ja) | 1984-08-24 | 1984-08-24 | 高濃度有機系廃水の処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6154293A JPS6154293A (ja) | 1986-03-18 |
| JPS6353879B2 true JPS6353879B2 (ja) | 1988-10-25 |
Family
ID=16026406
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59177170A Granted JPS6154293A (ja) | 1984-08-24 | 1984-08-24 | 高濃度有機系廃水の処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6154293A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4604600B2 (ja) * | 2003-09-29 | 2011-01-05 | 富士電機ホールディングス株式会社 | メタン発酵処理方法及び装置 |
| WO2010014919A1 (en) * | 2008-07-31 | 2010-02-04 | Stewart William C | Three stage, multiple phase anaerobic digestion system and method |
| JP2012239929A (ja) * | 2011-05-16 | 2012-12-10 | Swing Corp | 有機性廃水の嫌気性処理方法及び装置 |
| CN103739140B (zh) * | 2013-11-15 | 2016-04-20 | 安徽省绿巨人环境技术有限公司 | 一种白酒厂高浓度有机废水处理工艺 |
-
1984
- 1984-08-24 JP JP59177170A patent/JPS6154293A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6154293A (ja) | 1986-03-18 |
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