TWI585047B - Anaerobic treatment method and device - Google Patents

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TWI585047B TW100142898A TW100142898A TWI585047B TW I585047 B TWI585047 B TW I585047B TW 100142898 A TW100142898 A TW 100142898A TW 100142898 A TW100142898 A TW 100142898A TW I585047 B TWI585047 B TW I585047B
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Takaaki Tokutomi
Hideaki Shinto
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Kurita Water Ind Ltd
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Description

嫌氣性處理方法及裝置
本發明係關於將具有流動性之非生物擔體塡充於反應槽內，於在該非生物擔體之表面上形成生物膜且在嫌氣條件下使被處理水通過並處理之嫌氣性處理方法及裝置。
本發明之有機性排水之處理方法，詳細而言，係關於使含有有機物之廢水通過保持非生物擔體之反應槽中並利用附著於該擔體上之嫌氣性微生物之生物學處理方法，係藉由在運轉開始時促進微生物對擔體之附著而於擔體表面上早期形成活性高之生物膜，而大幅縮短裝置啟動所需之時間，同時在裝置啟動後仍可進行有效處理之有機性排水之處理方法。
作為有機性排水之嫌氣性處理方法，採用有於反應槽中以高密度形成沉降性之大的顆粒狀污泥，使含有溶解性BOD之有機性排水向上流而通入水，以形成污泥床(Sluge blanket)之狀態接觸並進行高負荷高速處理之UASB(Upflow Anaerobic Sludge Blanket：向上流式嫌氣性污泥床)法。該方法為使消化速度慢的固態有機物分離並另外處理，且藉由使用嫌氣性微生物密度高之顆粒狀污泥，僅嫌氣性地處理消化速度快的溶解性有機物，而於高負荷高速處理之方法。至於發展該UASB法者，亦進行使用高的高反應槽以高流速通入水，以高展開率使污泥床展開，接著在高負 荷下進行嫌氣性處理之EGSB(Expanded Granule Slidge Blanket：展開之顆粒狀污泥床)法。
UASB法、EGSB法等之使用顆粒狀污泥之嫌氣性處理為使含有嫌氣性微生物之污泥維持、增殖成顆粒狀而處理。該等方法相較於利用使污泥保持於擔體上之固定床或流動床之處理，可達成高的污泥保持濃度，故可高負荷運轉。該等方法係藉由自已運轉中之處理系統中處置剩餘之污泥而可在短期間啟動。據此，該等方法為最有效率之嫌氣性處理法之一。
使用顆粒狀污泥之該等方法在排水之COD濃度較高(以CODCr濃度計大概為2000mg/L以上)時之效率非常高，但於COD濃度較低時(以CODCr濃度計大概為2000mg/L以下)，產生必需於反應槽中流入大量水，而容易使顆粒流出，故有無法發揮安定性能之傾向。
以該等方法處理不易形成顆粒狀之排水時，會有於初期投入之顆粒會緩慢解體，成為無法運轉之情況。
相對於此，使用流動性之非生物擔體之方法，係以過濾網等機械方法防止擔體自反應槽流出，且，可確保擔體表面經常成為微生物之生育場所，故有即使是低濃度之COD排水或會使顆粒解體之排水仍可適用之優點。
非生物擔體之比重或大小的設計自由高，相較於顆粒亦可將沉降速度設定為非常大。使用沉降速度大的非生物擔體時，並不需要於顆粒法中為必要之固液分離用之機構(GSS)，而可提高反應槽之有效體積，同時亦可大幅抑制 建設成本。
然而，使用流動性之非生物擔體之方法中，微生物附著於擔體上而在擔體表面形成生物膜，在生物膜內部進行產生氣體之反應，使產生之氣體附著於擔體上。其結果，使擔體之表觀比重變小而使擔體在反應槽內上浮，而有與處理水一起流出之問題。該種問題可藉由使用比重大、沉降速度大之擔體而減輕。然而，使用比重過大，沉降速度過大之擔體之嫌氣性處理方法，與被處理水之接觸效率變差而無法獲得充分之處理效率，且，固形物累積在沉降之擔體堆積層上而阻塞流路。
為防止擔體上浮，已提案有以攪拌翼攪拌反應槽內，利用攪拌造成之旋轉回流分離去除附著於擔體上之氣泡，而恢復擔體之沉降性之方法。然而，該方法由於攪拌翼與擔體之衝撞而有造成擔體破損之虞。
專利文獻1、2中記載自反應槽撈出上浮之擔體，將撈出之擔體引導至反應槽外部且以循環配管再度返回反應槽中之裝置。
藉由自反應槽撈出上浮之擔體且以循環配管循環至反應槽中，可在流過該循環配管之過程中分離去除附著於擔體上之氣泡。然而，依據本發明人等之檢討，判知過去由於並未針對擔體之沉降性進行考量，僅單純考慮循環擔體，故無法解決反應槽內之擔體上浮或固著之問題。且，由於未考慮擔體之沉降性與循環手段之關係，且為了循環而需要複雜之機構，故維護管理之負擔大。例如，專利文獻 1中，為使擔體循環而設置複雜之回收、回流管與液流噴射機構，但該等機構並不容易安裝在既有之反應槽上，且容易故障，使維護管理變得煩雜。專利文獻2亦係在擔體之循環配管上設置噴射器機構，但該種機構也有同樣問題。
過去，該種處理中使用之流動性非生物擔體係使用各種者，例如專利文獻3中記載使用粒徑0.1~0.3mm、比重1~3左右之擔體。且，專利文獻4中記載使用粒徑0.5~0.6mm之粒狀有機凝膠微粒子作為擔體。該凝膠微粒子以水膨潤之狀態的比重為1.00~1.50，較好為1.01~1.10，本發明之沉降速度認為係15~150m/hr。
又，專利文獻5中記載以「特徵為含有30~95重量%之聚烯烴系樹脂、5~70重量%之纖維素系粉末之親水化劑之發泡體，且該發泡體之表面具有熔融裂紋(meltfracture)狀態之流體處理用擔體」「特徵為含有30~95重量%之聚烯烴系樹脂、4~69重量%之纖維素系粉末之親水化劑、1~30重量%之無機粉末之發泡體，且該發泡體之表面具有熔融裂紋狀態之流體處理用擔體」作為水沉降性等之流體處理性能優異之聚烯烴系發泡體所成之流體處理用擔體，且雖示出使用該流體處理用擔體之脫氮處理評價結果，但有關擔體之大小及沉降速度並不清楚，且，關於具體的何種處理方式亦全無記載。
使用流動性非生物擔體進行嫌氣性處理時，會有下述課題：選定之擔體之沉降速度慢時在擔體表面形成生物膜 後之沉降性變差而上浮、流出；相反地擔體之沉降速度過快時流動性變差，因生物膜之肥大化而固著、阻塞，變得無法運轉。
且，亦有下述課題：擔體之表面性狀對微生物之附著量有較大影響，結果左右了反應槽之處理能力，但為了保有沉降性而減少擔體之微生物附著量時則無法維持高的處理能力；相反地為了增加微生物之附著量而成為使微生物生育到擔體內部之構造時，生物膜變得過厚而在內部產生氣泡，致使擔體上浮。
使用顆粒之UASB、EGSB主要適用於高濃度廢水，通常並不適用於以CODCr濃度計為2000mg/L以下程度之低濃度廢水。此係因為於使用顆粒之反應槽，有顆粒自反應槽流出之可能性，於低濃度廢水時大多有顆粒之流出量高於槽內之增殖量之情況，而難以使顆粒長期維持在反應槽內。
過去，對於低濃度廢水係應用使用非顆粒之固定床或流動床擔體之方法。固定床擔體係將保持生物膜之支撐床固定在反應槽內部，且利用其表面生育之微生物者，流動床擔體係使調整比重或大小之擔體在反應槽內部流動，使用於擔體之表面形成之生物膜進行處理者。
無論固定床擔體、流動床擔體，於使用非生物擔體時，微生物對擔體之附著耗費時間，結果有裝置啟動需要極長時間之較大缺點。過去，雖採取在裝置啟動時，將分散狀態之種污泥投入保持擔體之反應槽內，以不使種污泥流 出之方式抑制通水量之條件進行開始運轉，等到於擔體表面形成生物膜才進行一般運轉之方法，但以該方法，例如諸如後述之比較例1所示，裝置啟動亦需要90天之長時間。
專利文獻6雖提案使擔體與顆粒混合存在之混合床式之反應槽，但該專利文獻6中記載之反應槽為在一般反應槽內使擔體與顆粒混合存在而形成混合床者，需在控制至不使反應槽內之顆粒解體、分散化之條件下進行運轉。
專利文獻7中雖記載於以UASB法進行處理中，為使裝置啟動時將自反應槽流出之污泥回送到反應槽中，而將流出污泥附著於設置在反應槽後段之擔體管柱槽內之擔體上並回送到反應槽內，但並非在裝置啟動時促進微生物對反應槽內之擔體之附著者。
又，專利文獻8雖記載於以UASB法進行處理中，藉由於床部中存在高吸水性高分子水凝膠粒子，而促進啟動時之顆粒形成，但以該方法在使用固定床或流動床擔體之方法中亦非促進微生物對擔體之附著者。
又，如專利文獻9之實施例所記載，在UASB法中，係進行於反應槽啟動時投入自其他系統之UASB反應槽獲得之顆粒狀污泥作為種污泥，但使用固定床或流動床擔體之方法中，反應槽啟動時並不進行投入顆粒狀污泥之動作。
[先前技術文獻] 專利文獻
專利文獻1：特開平8-117777號公報
專利文獻2特開平2-138960號公報
專利文獻3特公平6-67511號公報
專利文獻4特開2003-62594號公報
專利文獻5特開2009-66592號公報
專利文獻6：特開平9-75982號公報
專利文獻7特開平3-109998號公報
專利文獻8特開平7-39896號公報
專利文獻9：特開2002-172399號公報
第一發明之課題係為解決上述過去之問題點，將具有流動性之非生物擔體塡充於反應槽內，於在該非生物擔體之表面上形成生物膜且在嫌氣條件下使被處理水通過進行嫌氣性處理時，防止因反應槽內之擔體上浮、固著造成之阻塞，同時以簡易之方法有效地回復因氣泡之附著而上浮之擔體之沉降性，進行安定之高負荷處理之嫌氣性處理方法及裝置。
本發明等人為解決上述課題而重複檢討之結果，發現藉由使用滿足特定大小與沉降速度者作為流動性非生物擔體，可防止因擔體之上浮、固著造成之阻塞，且，以簡易之手段容易地恢復因氣泡之附著而上浮之擔體之沉降性。
第一發明係基於該見解而完成者，重點如下。
[1]一種嫌氣性處理方法，其係於塡充有流動性非生物 擔體之反應槽中於嫌氣條件下使被處理水通過，在該非生物擔體表面形成生物膜而處理被處理水之嫌氣性處理方法，該方法之特徵為將大小為1.0~5.0mm且沉降速度為200~500m/hr之非生物擔體塡充於該反應槽中，將附著於自該反應槽流出之處理水中所含之該擔體上之氣泡分離去除後，將該擔體回送至該反應槽。
[2]如[1]中之嫌氣性處理方法，其中藉由使自該反應槽流出之包含該擔體之處理水，於落差50cm以上之配管中向下流動而流通，以使附著於該擔體上之氣泡分離去除。
[3]如[1]或[2]之嫌氣性處理方法，其中將分離去除該氣泡之擔體與處理水於過濾網或沉降槽分離後，利用泵回送至該反應槽。
[4]一種嫌氣性處理裝置，其係於塡充有流動性非生物擔體之反應槽中於嫌氣條件下使被處理水通過，在該非生物擔體表面形成生物膜而處理被處理水之嫌氣性處理裝置，該裝置之特徵為塡充至該反應槽之擔體大小為1.0~5.0mm且沉降速度為200~500m/hr，且包含使附著於自該反應槽流出之處理水中所含之該擔體上之氣泡分離去除之手段，及使已分離除去該氣泡之擔體回送至該反應槽之手段。
[5]如[4]之嫌氣性處理裝置，其中使附著於該擔體之氣泡分離去除之手段，係使自該反應槽流出之包含該擔體之處理水向下流動而流通之落差50cm以上之配管。
[6]如[4]或[5]之嫌氣性處理裝置，其中將已分離去除該氣泡之擔體回送至該反應槽之手段係具備用以使已分離去除該氣泡之擔體與處理水分離之過濾網或沉降槽，及用以使經過該過濾網或沉降槽之擔體回送至該反應槽之泵。
依據第一發明，將具有流動性之非生物擔體塡充於反應槽內，於在該非生物擔體之表面上形成生物膜且在嫌氣條件下使被處理水通過進行嫌氣性處理時，防止因反應槽內之擔體上浮、因固著造成之阻塞，同時以簡易之方法有效地回復因氣泡之附著而上浮之擔體之沉降性，進行安定之高負荷處理。
本發明等人為解決上述課題而重複檢討之結果，發現藉由使用表面由具有熔融裂紋狀態之樹脂發泡體構成，滿足特定大小與沉降速度者作為流動性非生物擔體，使充分量之微生物附著於擔體上，可防止擔體之上浮、流出、因固著造成之阻塞，而可形成良好之流動床，進行安定且有效率之嫌氣性處理。
第二發明係基於該見解而達成者，重點如下。
[i]一種嫌氣性處理方法，其係在塡充有流動性非生物擔體之反應槽中於嫌氣條件下使被處理水通過，在該非生物擔體表面形成生物膜而處理被處理水之嫌氣性處理方法，其特徵為該非生物擔體係由下述(I)及/或(II)之發泡體所構成，該擔體之大小為1.0~5.0mm，且該擔體之沉降速度為200~500m/hr，
(I)包含以聚烯烴系樹脂為主體之樹脂成分30~95重 量%及纖維素系粉末之親水化劑5~70重量%之發泡體，表面具有熔融裂紋狀態之發泡體，
(II)包含以聚烯烴系樹脂為主體之樹脂成分30~95重量%、纖維素系粉末之親水化劑4~69重量%及無機粉末1~30重量%之發泡體，表面具有熔融裂紋狀態之發泡體。
[ii]如[i]之嫌氣性處理方法，其中前述發泡體之表面之熔融裂紋狀態係滿足以下述式(1)表示之比表面積比者：B/A=1.5~4.0………(1)
(式(1)中，A表示發泡體之鬆比表面積，B表示發泡體之實比表面積)。
[iii]如[i]或[ii]之嫌氣性處理方法，其中前述親水化劑係露出或突出於前述發泡體之表面。
[iv]如[i]至[iii]中任一項之嫌氣性處理方法，其中前述樹脂成分之熔融流動指數為5~25g/10分鐘。
[v]如[iv]之嫌氣性處理方法，其中前述樹脂成分為選自聚乙烯、或聚乙烯與自聚丙烯、聚苯乙烯及乙烯-乙酸乙烯酯共聚物所成組群選出之一種或兩種以上之混合物。
[vi]如[i]至[v]中任一項之嫌氣性處理方法，其中前述發泡體之發泡倍率為2~10倍，由鬆體積求得之比重為0.10~0.80g/ml。
[vii]如[i]至[vi]中任一項之嫌氣性處理方法，其中前述反應槽為向上流型反應槽。
[viii]一種嫌氣性處理裝置，其係在塡充有流動性非生物擔體之反應槽中於嫌氣條件下使被處理水通過，在該 非生物擔體表面形成生物膜而處理被處理水之嫌氣性處理裝置，其特徵為該非生物擔體係由下述(I)及/或(II)之發泡體所構成，該擔體之大小為1.0~5.0mm，且該擔體之沉降速度為200~500m/hr， (I)包含以聚烯烴系樹脂為主體之樹脂成分30~95重量%及纖維素系粉末之親水化劑5~70重量%之發泡體，表面具有熔融裂紋狀態之發泡體，(II)包含以聚烯烴系樹脂為主體之樹脂成分30~95重量%、纖維素系粉末之親水化劑4~69重量%及無機粉末1~30重量%之發泡體，表面具有熔融裂紋狀態之發泡體。
第二發明為將具有流動性之非生物擔體塡充於反應槽內，且在該非生物擔體之表面上形成生物膜且在嫌氣條件下使被處理水通過進行嫌氣性處理。流動性非生物擔體具有特定之大小與沉降速度。據此，使充分量之微生物附著於擔體上，可防止擔體之上浮、流出、因固著造成之阻塞，可形成良好之流動床，可進行安定且有效率之嫌氣性處理。
第三發明之課題為提供一種使含有有機物之廢水通過保持非生物擔體之反應槽，利用附著於該擔體上之嫌氣性微生物進行生物學處理之方法，在運轉開始時藉由促進微生物對擔體之附著且在擔體表面早期的形成活性高之生物膜，大幅縮短裝置啟動所需之時間，同時即使在裝置啟動後仍可有效率地進行處理之有機性排水之處理方法。
本發明等人為解決上述課題而重複檢討之結果，發現 保持非生物擔體之反應槽啟動時，藉由採用以特定之比例對非生物擔體添加甲烷菌顆粒做為種污泥，且僅在運轉開始初期使甲烷菌顆粒存在於反應槽內，隨後使甲烷菌顆粒解體、分散化之運轉條件，可解決上述問題。
本發明係基於該見解而完成者，其重點如下。
〈1〉一種有機性排水之處理方法，其係使含有有機物之廢水，通過保持有非生物擔體之反應槽，藉由附著於該擔體上之嫌氣性微生物進行生物學處理之有機性排水之處理方法，該方法之特徵為於該反應槽啟動之際，使該反應槽中之非生物擔體與甲烷菌顆粒，以非生物擔體與甲烷菌顆粒之體積比為100：5~100：500之範圍存在之狀態，使該有機性廢水開始通過，隨後，藉由持續使有機性廢水通過，而使該反應槽內之甲烷菌顆粒之至少一部分解體、分散化。
〈2〉如〈1〉之有機性排水之處理方法，其中前述有機性排水之有機物濃度為2000mg-CODCr/L以下。
〈3〉如〈1〉或〈2〉之有機性排水之處理方法，其中前述反應槽為流動床式反應槽，且前述有機性排水係在該反應槽中以向上流通過。
〈4〉如〈1〉至〈3〉中任一項之有機性排水之處理方法，其中該反應槽之污泥負荷為0.8~3.0kg-CODCr/kg-VSS/天。
依據第三發明，使含有有機物之廢水通過保持非生物擔體之反應槽，利用附著於該擔體上之嫌氣性微生物進行 生物學處理之方法中，在運轉開始時藉由促進微生物對擔體之附著且在擔體表面早期形成活性高之生物膜，而可大幅縮短裝置啟動所需之時間，同時即使在裝置啟動後仍可有效率地進行處理。
亦即，在反應槽啟動時投入於反應槽中之甲烷菌顆粒係藉由持續地通過有機性排水而緩慢的肥大化或解體，且上浮、分散、因解體等而自反應槽流出並消失，但於運轉開始初期，有助於有機性排水之COD成分之分解，同時促進微生物朝作為種污泥之擔體表面之附著。
為此，於擔體表面之微生物附著不充分之運轉開始初期會因甲烷菌顆粒本身之作用而進行有機性排水之COD成分之分解，同時促進微生物對擔體表面之附著，使擔體表面擔持充分量之微生物後，即使因甲烷菌顆粒之解體、分散化而使甲烷菌顆粒自反應槽流出，仍可藉由該微生物擔持擔體而進行COD成分之分解。
第三發明之處理本身並非利用顆粒進行者，而是使用擔體之方法，故並無必要在不使反應槽內之甲烷菌顆粒因經時而解體、分散化且流出之條件下進行運轉，故可進行高負荷運轉。
由上述，依據本發明，可大幅縮短裝置啟動所需之時間，同時在裝置啟動後進行有效率之處理。
以下詳細說明第一及第二發明之實施形態。
第一發明為在嫌氣條件下使被處理水通過塡充流動性非生物擔體之反應槽，且在該非生物擔體之表面形成生物膜並嫌氣性處理被處理水。作為擔體係使用大小為1.0~5.0mm、沉降速度為200~500m/hr者。將附著於在反應槽內上浮且與處理水一起流出之擔體上之氣泡分離去除，回送至該反應槽中。
第二發明為在嫌氣條件下使被處理水通過塡充流動性之非生物擔體之反應槽，且於該非生物擔體之表面形成生物膜而處理被處理水。流動性非生物擔體具有1.0~5.0mm之大小，及200~500m/hr之沉降速度。
針對第一及第二發明中使用之流動性非生物擔體加以說明。
第一及第二發明中使用之流動性非生物擔體具有1.0~5.0mm之大小及200~500m/hr之沉降速度。擔體之大小、沉降速度係表示塡充於反應槽中之未附著微生物或氣泡之擔體之大小及沉降速度。
擔體之大小過大時每反應槽體積之表面積變小，太小時沉降速度變慢，使與處理水之分離變得困難。第一及第二發明中使用之擔體之較佳大小為2.5~4.0mm。
所謂擔體大小通常為稱為「粒徑」者，例如若為長方體形狀之擔體則為其長邊之長，且若為立方體形狀之擔體則為其一邊之長度，且若為圓柱形狀之擔體則為直徑或圓柱之高度中任一者中較大者。又，若為該等形狀以外之異形形狀之擔體，則為以兩片平行板夾住擔體時，該板之間 隔最大之部位之板之間隔。
第一及第二發明中，擔體大小只要其平均値為1.0~5.0mm，較好為2.5~4.0mm之範圍即可，亦可並非所有擔體之大小均落在該範圍。
所謂擔體之沉降速度係取出將擔體浸沉於水(自來水等之清水)者，將該等投入放入水(自來水等之清水)之量筒(Messzylinder)中，測定每單位時間之沉降距離而求得之値，本發明係針對10~20個擔體進行測定，以其平均値作為沉降速度。
第一及第二發明中使用之擔體只要其大小與沉降速度滿足上述範圍者即可，擔體之構成材料並無特別限制，列舉為例如以下之(I)及/或(II)之發泡體，若為由該種樹脂發泡體所成者，則就比重或粒徑容易調整之方面而言亦較佳。
(I)為含有30~95重量%之以聚烯烴系樹脂為主體之樹脂成分，及5~70重量%之纖維素系粉末之親水化劑之發泡體，且表面具有熔融裂紋狀態之發泡體(以下有時記載為「發泡體(I)」)。
(III)為含有30~95重量%之以聚烯烴系樹脂為主體之樹脂成分，及4~69重量%之纖維素系粉末之親水化劑，以及1~30重量%之無機粉末之發泡體，且表面具有熔融裂紋狀態之發泡體(以下有時記載為「發泡體(II)」)。
所謂熔融裂紋一般已知為在塑膠成形時，於成形品之表面產生凹凸之現象(不具有平滑表面之狀態)。例如，意 指於塑膠材料之擠出成形中，擠出機之內壓顯著變高，擠出速度顯著變大，或者，塑膠材料之溫度過低時，於成形品之表面產成不規則凹凸，而喪失表面光澤之現象。
擔體之較佳熔融裂紋狀態為滿足以下述式(1)表示之比表面積比者。
B/A=1.5~4.0………(1)
A表示發泡體之鬆比表面積，B表示發泡體之實比表面積。
發泡體之鬆比表面積A表示發泡體之表面為平滑狀態，亦即，不產生熔融裂紋之狀態下之比表面積，所謂實比表面積B係表示產生熔融裂紋狀態之實際比表面積。亦即，以上述式(1)表示之B/A之値係表示產生熔融裂紋所致之比表面積之增加比例者，B/A為1者意指表面完全無熔融裂紋所致之凹凸。
B/A之値小於1.5時，由於被處理水與擔體之接觸面積變小，故處理能力變小而不佳。B/A之値大於4.0時，表面之熔融裂紋會使使用時之擔體彼此接觸而容易刨削故不佳。鬆比表面積A及實比表面積B可使用藉自動比表面積/細孔分布測定裝置[Tristar3000，島津製作所(股)製造]測定之値。
構成發泡體之樹脂成分較好為熔融流動指數為5~25g/10min者。熔融流動指數小於5g/10min時由於樹脂成分缺乏流動性，故不適於發泡體之成形，大於25g/10min時會有發泡體成形時產生崩潰之現象。
所謂熔融流動指數(以下有時簡稱為「MFI」)為顯示熔融狀態下之樹脂流動性之尺度之一，一般已知為在一定壓力、一定溫度下，測定樹脂自具有規定尺寸之噴嘴(孔口)流出之量，以每10分鐘之重量(單位：g/10min)表示之指數。本發明中採用在230℃、21.6N之荷重(DIN53735)之値。
構成發泡體(I)、(II)之樹脂成分較佳者列舉為聚乙烯(以下有時簡稱為「PE」)、聚丙烯(以下有時簡稱為「PP」)、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(以下有時簡稱為「EVA」)等。該等樹脂可單獨使用，亦可以適當組合而成混合物使用。構成發泡體(I)、(II)之樹脂成分亦可為於聚烯烴系樹脂中添加其他熱可塑性樹脂成分而成者。至於其他熱可塑性樹脂成分，列舉為聚苯乙烯(以下有時簡稱為「PS」)、聚對苯二甲酸乙二酯、聚氯化乙烯、聚偏氯化乙烯、聚碳酸酯、聚胺基甲酸酯、聚醯胺、聚乙縮醛、聚乳酸、聚甲基丙烯酸甲酯、ABS樹脂等。
構成發泡體(I)、(II)之樹脂成分以聚乙烯最佳，但只要在上述MFI之範圍內，則亦可為PE與其他聚烯烴系樹脂等之混合物，例如PE與PP之混合物、PE與EVA之混合物、PE與PP與EVA之混合物、PE與PP與PS之混合物、PE與PP與EVA與PS之混合物、或於該等中進而混合其他熱可塑性樹脂之混合物。具體而言，PE、PP、EVA、包含PS之其他熱可塑性樹脂之組成比(重量比)，以樹脂全體作為100，較好PE：PP：EVA：包含PS之其他熱 可塑性樹脂=100~60：40~0：20~0：15~0。為提高擔體之耐磨耗性，樹脂成分中較好含有10重量%以上之EVA。該等樹脂成分亦可為再生樹脂。
至於作為親水化劑之纖維素系粉末列舉為木粉、纖維素粉末、麻纖維素粉末等，例示為鋸屑、Avicel、Arbocel、紙粉、纖維素珠粒、微結晶纖維素、微纖絲化纖維素等，但最好使用木粉。任一種均可單獨使用，亦可以任意比例混合兩種以上使用。
親水化劑之形狀為球狀、橢圓狀、楔狀、鬚狀、纖維狀等，但亦可為該等以外之形狀。親水化劑之粒徑為通過200網目者，較好為通過100網目者，更好為通過40網目者。
親水化劑相對於具有獨立氣泡之發泡體具有賦予水浸透功能之角色，但因此親水化劑較好露出或突出於發泡體之表面。所謂露出意指親水化劑表面之一部分出現於發泡體表面，所謂突出意指親水化劑之一部分突出於發泡體表面。亦即，所謂露出或突出意指親水化劑之全部或一部分埋沒在發泡體中，且親水化劑表面之一部分出現在發泡體表面之狀態，或者親水化劑之一部分突出於發泡體表面之狀態。
發泡體(II)中使用之無機粉末列舉為硫酸鋇、碳酸鈣沸石、滑石、氧化鈦、鈦酸鉀、氫氧化鋁等，尤其以使用硫酸鋇較佳。該等無機粉末任一種均可單獨使用，亦可使用兩種以上之無機粉末。
發泡體(I)、(II)中，樹脂成分之比例多於上述範圍，使親水化劑之比例減少時，由使用親水化劑而賦予水浸透功能之效果不足，於水中成為沉降狀態需要較長時間，相反地樹脂成分之比例少於上述範圍，使親水化劑之比例增多時，擔體之強度下降。
發泡體(II)中，無機粉末係用以作為發泡時之核材以及調整比重而調配，進而可減少樹脂成分或親水化劑之使用量以實現製造成本之降低化者。無機粉末之比例以少於上述範圍時無法充分獲得該無機粉末之調配效果，較多時則比重過高。
發泡體(I)、(II)，如後述，係使用發泡劑發泡形成，但其發泡倍率較好為2~10倍，由鬆體積求得之比重較好為0.10~0.80g/ml。
發泡體(I)、(II)之發泡倍率小於上述下限時，由於比重過大，故在水中流動時需要大的力道故不佳。發泡倍率大於上限時，由於比重變小，故容易浮在水面上而不佳。
由鬆體積求得之比重可小於亦可大於上述下限，會有無法滿足前述本發明中規定之沉降速度之情況。此處由發泡體之鬆體積求得之比重係以鬆容積計而量取30ml之發泡體放入50ml量筒中，由其重量算出而求得之値(單位：g/ml)，且顯示實質之比重者。此處，發泡體(I)、(II)由於其表面具有熔融裂紋狀態，故極難測定真實之體積。以下中，由發泡體之鬆體積求得之比重簡稱為「比重」。
發泡體(I)、(II)可藉由使前述聚烯烴系樹脂、親水化 劑、進而無機粉末予以熔融混練，進而使熔融混練發泡劑所得之混合物發泡後，切成特定大小而製造。
至於發泡劑列舉為碳酸氫鈉、偶氮二碳醯胺等。發泡劑並非限於該等者，而可列舉化學發泡劑或物理發泡劑等。
化學發泡劑列舉為例如偶氮二羧酸鋇等偶氮化合物、N,N-二亞硝基五亞甲基四胺等亞硝基化合物、4,4’-氧基雙(苯磺醯基醯肼)等聯胺衍生物，胺基脲(semicarbazide)化合物、醯胺化合物、三唑化合物、異氰酸酯化合物、碳酸氫鈉等碳酸氫鹽、碳酸鹽、亞硝酸鹽、氫化物、碳酸氫鈉與酸之混合物(例如，碳酸氫鈉與檸檬酸等)、過氧化氫與酵素之混合物、鋅粉與酸之混合物等。又，物理發泡劑列舉為例如脂肪族烴類(例如，丁烷、戊烷、己烷等)、氯化烴類(例如，二氯乙烷、二氯甲烷等)、氟化氯化烴類(例如，三氯單氟甲烷、二氯二氟甲烷、二氯單氟甲烷、二氯四氟乙烷等)，替代氟碳類、空氣、二氧化碳、氮氣、水等。其中，就分解溫度低、便宜之觀點而言，最好使用碳酸氫鈉。
發泡劑可使用所謂自行發泡劑(亦稱為獨立發泡劑，微球體、熱膨脹性微膠囊)。該自行發泡劑由於因發泡而成為發泡劑本身具有外壁面之中空球狀粒子，故即使使樹脂組成物於氣相中(例如空氣中)擠出且發泡代替於水中擠出且發泡，仍可不使發泡體之中空部分潰散而維持，獲得具有所需發泡倍率之發泡體。至於自行發泡劑，舉例有使用例 如偏氯化乙烯-丙烯腈共聚物或丙烯腈-甲基丙烯腈共聚物等作為外壁用聚合物、使用例如異丁烷、異戊烷等作為內包於其中之揮發性液體者。具體而言可例示為EXPANCEL(日本FILLITE股份有限公司)或EPD-03(永和化成工業股份有限公司)等。又，本發明中，藉由纖維素系粉末之親水化劑之存在，利用自行發泡劑亦使水透過發泡體，故使所得發泡體成為水透過性優異者。
該等發泡劑可僅使用一種亦可混合兩種以上使用。為獲得前述較佳之發泡倍率，發泡劑於發泡體(I)中以相對於聚烯烴係樹脂與親水化劑之合計100重量份，於發泡體(II)中以相對於聚烯烴系樹脂與親水化劑及無機粉末之合計100重量份，較好分別以0.5~8重量份之比例使用。
如上述，將大小為1.0~5.0mm、沉降速度為200~500m/hr之非生物擔體塡充於反應槽中進行嫌氣處理時，通常幾乎不會使擔體大量上浮，但遭遇大的負荷變動時，因亦有擔體表面附著微細氣泡，使鬆比重變輕而使擔體上浮，而與處理水一起流出到反應槽外之情況。
第一及第二發明中，係使附著於在反應槽內上浮、與處理水一起自反應槽流出之擔體上的氣泡分離去除，回復擔體之沉降性後，再回送到反應槽中。
該氣泡之分離去除方法並無特別限制，可採用例如以下方法。
A)藉由使含有擔體之處理水向下流動流過具有50cm以上落差之配管(以下有時稱為「氣泡分離配管」)中，利 用水流之落差使氣泡分離。
B)將含有擔體之處理水導入於設置過濾網之水槽中，且藉由水流、過濾網洗淨用之氣泡等之效果使氣泡分離。亦即，由於在過濾網之下部設置洗淨用之曝氣裝置，故可利用該曝氣流而使氣泡分離。
基於可以簡易之構成有效地分離去除氣泡，較好採用上述A)之利用氣泡分離配管之方法。
上述A)之方法中，所謂氣泡分離配管只要是於垂直方向有50cm以上之高低差之配管，則中途具有水平部、相對於垂直方向具有少許傾斜亦可，但就氣泡之分離去除效率方面而言，較好相對於氣泡分離配管之垂直方向傾斜30°以下，且較好為無水平部等之直管狀。
該氣泡分離配管之落差過小則無法使氣泡充分分離去除，過大則配管周圍變得過大，故較好為50~500cm，最好為100~200cm左右。
氣泡分離配管之剖面積過小時，含擔體之處理水難以順暢地流過，但剖面積過大時，無法在配管內形成氣泡之分離去除效果高之向下流動，或有無法充分地獲得氣泡之分離去除效果之情況，故該配管之剖面積雖依據流通之處理水量而不同，但以公稱直徑(nominal diameter)150A~500A左右較佳，最好為以使含擔體之處理水以0.5~3m/sec之流速向下流之大小者。
本發明中使用之具有特定大小及沉降速度之擔體在該氣泡分離配管中流下之間，因氣泡分離而恢復沉降性，以 更快速之速度流下、沉降，藉此可獲得更高之氣泡分離去除效果。
將該等經分離去除氣泡之擔體回送到反應槽中。此時，分離處理水，將擔體濃度高的水回送到反應槽中由於水處理效率高故較佳。
據此，含有已分離去除氣泡之擔體之處理水較好在過濾網或沉澱槽(設置傾斜面之槽等)中經固液分離，使擔體濃度提高之處理水回送到反應槽中。本發明中使用之擔體其自體沉降速度較大，據此，去除氣泡之擔體可立即沉降，而可藉簡易構成之固液分離手段輕易地濃縮。
該擔體回送到反應槽可藉由泵輸送順利地進行。擔體輸送中所用之泵種類並無特別限制，但由於輸送之擔體比污泥硬，故可使用可輸送含有粒狀固體之水之泵浦回送。
對造粒污泥之顆粒進行該氣泡之分離去除、固液分離、泵輸送等之處理時，會有顆粒崩壞、分散之問題。若為非生物擔體，則不會引起該種問題，可進行氣泡之分離去除，固液分離、及泵輸送。
為了抑制回送到反應槽中之處理水量而順利地泵輸送含擔體之處理水，故回送到反應槽中之水中之擔體濃度以體積%計較好為1~30%左右。
第一及第二發明中之成為處理對象之被處理水只要是含有可藉由進行與嫌氣性微生物接觸之嫌氣性處理之處理的有機物之液體即可，其組成或濃度並無特別限制。
被處理水之COD濃度並無特別限制。使用擔體之嫌 氣性處理，如前述，於難以應用於如UASB法或EGSB法之使用顆粒之處理之低濃度排水處理尤其可發揮優異效果。因此，第一及第二發明對於CODCr濃度為2000mg/L以下，例如500~2000mg/L之低濃度排水之處理為有效。
至於該種排水包含食品工廠等之製造廢水、化學工廠等之有機性廢水，一般污水等，但並非限於該等者。
被處理水中含有糖、蛋白質等高分子成分時，如後述之圖1所示之嫌氣性處理裝置，亦可設置將高分子分解成乙酸或丙酸之低分子有機酸之酸生成槽作為塡充流動性非生物擔體之反應槽之前處理手段。
酸生成槽之處理條件雖隨著被處理水之生物分解性等之條件而不同，但適當為pH5~8，較好為5.5~7.0，溫度20~40℃，較好為25~35℃，HRT2~24hr，較好為2~8hr。
以該酸生成槽充分進行低分子化時，可良好地進行後段之塡充流動性非生物擔體之反應槽中之處理。
僅包含甲醇、乙酸等之甲烷生成細菌可直接利用之化合物之排水時，並不需要酸生成槽，可使被處理水直接通過塡充流動性非生物擔體之反應槽。
至於塡充前述流動性非生物擔體、通入被處理水之反應槽，可利用使用攪拌機等之完全混合型反應槽、利用與水流產生之氣體混合槽內部之向上流動型反應槽等，尤其基於可自由設定反應槽之高度、形狀，且可投入大量擔體而言，較好使用向上流動型反應槽。如前述，使用擔體之 方法並不需要如顆粒法般之氣固液分離機構(GSS)，例如即使水深5m左右之向上流動型反應槽仍可進行槽負荷15~20kg-CODCr/m3/天或其以上之高負荷處理。
完全混合型反應槽、向上流動型反應槽中之處理條件，在可獲得所需處理效率之範圍內，並無特別限制，但可設定例如以下之條件。
〈完全混合型反應槽〉
擔體塡充率：10~30%
HRT：1.0~24hr
槽負荷：4.0~12.0kg-CODCr/m3/天
污泥負荷：0.8~3.0kg-CODCr/kg-VSS/天
pH：6.5~7.5
溫度：25~38℃
〈向上流動型反應槽〉
擔體塡充率：10~80%
HRT：1.0~24hr
上升流速(LV)：1.0~20m/h
槽負荷：4.0~32kg-CODCr/m3/天
污泥負荷：0.8~3.0kg-CODCr/kg-VSS/天
pH：65~7.5
溫度：25~38℃
以下參照圖1說明第一發明之嫌氣性處理裝置之一例 ，但第一發明之嫌氣性處理裝置並不限於圖1中所示者。
該嫌氣性處理裝置以酸生成槽1處理被處理水(原水)後，送到pH調整槽2並調整pH，且以泵P1使pH調整水以向上流動通過塡充流動性非生物擔體4之反應槽3中進行處理者。反應槽3之上部側壁設置有使反應槽3內之處理水與上浮之擔體一起抽出之流出配管5A，該流出配管5A上於垂直方向連結具有50cm以上落差之氣泡分離配管5。
氣泡分離配管5之流出口側朝於底面為傾斜面之處理水槽6內開口。6A為過濾網。自反應槽3流出之含有上浮擔體之處理水經過流出配管5A流下至氣泡分離配管5後，輸送到具有過濾網6A之處理水槽6中。自反應槽3流出之處理水中之擔體於流下氣泡分離配管5之間使氣泡分離去除藉此回復沉降性，且在處理水槽6內快速沉降。處理水槽6之過濾網6A之透過水之一部份以處理水排出於系統外，其餘部分被循環到酸生成槽1中。另一方面，在處理水槽6中沉降之擔體以泵P2與處理水一起回送到反應槽4中。1A、2A為pH計。又，圖1中，過濾網6A係設於處理水槽6之內部，但亦可在流出配管5A之中途設置過濾網箱(未圖示)，使擔體分離並回到反應槽3中而省略處理水槽。
以下詳細說明第三發明之實施形態。
第三發明之有機性排水之處理方法係使含有有機物之廢水通過保持非生物擔體之反應槽，以附著於該擔體之嫌 氣性微生物進行生物學處理。在該反應槽啟動時，使該反應槽中之非生物擔體與甲烷菌顆粒以非生物擔體與甲烷菌顆粒之體積比為100：5~100：500之範圍存在之狀態下，開始該有機性廢水之通過，隨後，藉由持續使有機性廢水通過，使該反應槽內之甲烷菌顆粒之至少一部分解體分散化。
第三發明係將作為種污泥之甲烷菌顆粒投入塡充有非生物擔體之反應槽內，進行反應槽之啟動。
投入之甲烷菌顆粒因持續運轉而緩慢肥大化、或者解體，因上浮、分散、分解等而自反應槽流出並消失。然而，運轉開始初期，進行有機性排水內之COD成分之分解，同時促進微生物對作為種污泥之擔體表面之附著，形成活性高之生物膜。
第三發明中，成為處理對象之有機性排水只要是含有可利用嫌氣性微生物處理之有機物者，則其COD濃度並無特別規定，但高濃度排水(CODCr濃度超過2000mg/L左右)可拉長反應槽之滯留時間，故可能某種程度的將分散菌保持在反應槽內部，因以甲烷菌顆粒作為種污泥之添加而使生物膜對擔體之附著促進效果減少。
相對於此，低濃度排水(CODCr濃度2000mg/L左右以下)中，為進行高負荷處理，有必要縮短反應槽之滯留時間，而無法使分散狀態之菌保持在反應槽內。該情況下，依據本發明，藉由使用甲烷菌顆粒作為種污泥可顯著地獲得啟動期間之縮短效果。
據此，第三發明對於CODCr濃度為2000mg/L以下，例如500~2000mg/L左右之低濃度排水之處理有效。
至於該排水包含食品工廠等之製造排水、化學工廠等之有機性排水，一般污水等，但並非限於該等者。
作為種污泥投入於反應槽中之甲烷菌顆粒為使含有嫌氣性微生物之污泥利用微生物之自我造粒作用而粒狀化成為沉降性之顆粒之污泥，可使用通常之UASB、EGSB法中形成之顆粒。甲烷菌顆粒高濃度地含有由高分子化合物生成之有機酸之酸生成菌、由乙酸與氫生成甲烷氣體之甲烷生成細菌時，與污泥濃度為50~100g-VSS/L之分散狀態之污泥相比較，菌體濃度高，就輸送等之必要設備、費用較少即已足夠之方面而言亦為有利。
作為種污泥使用之甲烷菌顆粒之平均粒徑為0.5~3.0mm，尤其是0.8~2.5mm左右，例如使用後述之流動性擔體作為擔體時，較好為該擔體之平均粒徑之0.1~0.6倍左右之大小。
第三發明中，係以非生物擔體：甲烷菌顆粒之體積比為100：5~100：500，較好相對於非生物擔體之體積，甲烷菌顆粒之體積為0.05~2.0倍，尤其是0.1~1.0倍之方式使用該甲烷菌顆粒。甲烷菌顆粒之投入量相較於該範圍過少時，無法藉由使用甲烷菌顆粒而充分獲得本發明之效果，過多時反應槽內之塡充率變高容易使顆粒流出，又，為防止顆粒之流出需要大容量之反應槽，故不佳。
第三發明係在開始運轉時，使非生物擔體與甲烷菌顆 粒保持在反應槽中並使有機性排水(原水)通過反應槽，使有機性排水與甲烷菌顆粒及擔體接觸而進行嫌氣性處理。至於該處理方式並無特別限制，但為與UASB法、EGSB法同樣地使原水向上流動通過反應槽，使非生物擔體與甲烷菌顆粒展開形成漿液床之方式時，由於原水與甲烷菌顆粒及擔體之接觸效率高故較佳。
反應槽內之甲烷菌顆粒只要是在開始運轉時之短時間內於反應槽內有助於COD成分分解即可，據此，相較於一般之顆粒法可在施加高負荷下運轉。例如，作為污泥負荷可使用如0.8~3.0kg-CODCr/kg-VSS/天之高負荷。一般已知於該種高負荷之條件，會進行顆粒之解體、分散化，而無法在反應槽內維持顆粒，但本發明中，顆粒之解體、分散化進行之期間，促進了生物膜於擔體上之形成，於其間使活性高之分散菌朝擔體表面上進行，隨後利用形成有活性高的生物膜之微生物擔持擔體，而有效率地進行處理，故不需要防止顆粒之解體、分散化。
該情況下，使用之流動性擔體並無特別限制，但基於可藉由發泡使表面積增大、比重之控制容易方面，較好為樹脂製擔體，例如聚烯烴系樹脂製擔體、聚胺基甲酸酯樹脂製擔體，擔體之平均粒徑較好為1~5mm，最好為2~4mm。
又，此處所謂擔體之粒徑為例如若為立方體形狀之擔體則相當於其一邊，若為長方體形狀之擔體則相當於其最長邊，若為圓柱形狀之擔體則相當於圓柱之高度或直徑中較長者。又，若為其他不同形狀之擔體則相當於以兩片平 行板夾住擔體時，該板之間隔最大時之板的間隔。
又，原水朝反應槽之向上流速為3~20m/hr，尤其為2~5m/hr，就處理效率、COD之分解效率方面係較佳。
如前述，原水之有機物濃度較好為CODCr 500~2000mg/L，反應槽之負荷較好為5~30kg-CODCr/m3/天，最好為8~20kg-CODCr/m3/天。且，反應槽內之溫度較好為25~40℃，最好為30~38℃。又，反應槽之流入水之pH較好為6.5~7.5左右，據此，原水較好視需要進行pH調整後再流過反應槽。
實施例
以下列舉實施例1及比較例1、2更具體說明第一發明。
[實施例1、比較例1、2]
依據圖1所示之嫌氣性處理裝置，以糖與蛋白質作為主體之合成排水(CODCr濃度：2000mg/L，pH7.0)作為原水進行通入水試驗。
該嫌氣性處理裝置為以酸生成槽1處理原水後，供給至pH調整槽(容量0.5L)並調整pH，利用泵P1使pH調整水向上流到塡充有流動性非生物擔體4之反應槽3中進行通入水處理者。反應槽3之流出水流下至氣泡分離配管5後，送給至具有過濾網6A之處理水槽6。反應槽3內上浮之擔體與處理水一起自反應槽3流出，但該流出水中之 擔體藉由在流下至氣泡分離配管5之間使氣泡分離去除而回復沉降性，而在處理水槽6內快速沉降。處理水槽6之過濾網6A之透過水之一部分作為處理水排出系統外，其餘部分循環到酸生成槽1中。另一方面，以泵P2將處理水槽6中沉降之擔體與處理水一起回送到反應槽4中。
酸生成槽1及反應槽3之處理條件如下。
〈酸生成槽〉
容量：200L
HRT：2.0hr
pH：6.5
溫度：30℃
〈反應槽〉
容量：約400L
HRT：6.0hr
上升流速(LV)：10m/hr
pH：7.0
擔體塡充率：40%
又，氣體分離配管5之規格及條件如下。
〈氣泡分離配管〉
落差(垂直長度)：50cm
直徑：15cm
剖面積：177cm2
氣泡分離配管內流速(LV)：1.0m/hr
又，自處理水槽6回送到反應槽4之處理水中之擔體濃度為1.0~10.0%。
塡充於反應槽中之擔體係使用表1所示大小(圓柱高度之尺寸)及沉降速度之聚烯烴系樹脂擔體，每次開始處理係將作為種污泥之分散狀嫌氣污泥投入反應槽3中。且，自原水開始通入水後，測定所得處理水之CODCr濃度，以成為處理水CODCr濃度200mg/L以下之條件緩慢地提高負荷進行處理。
各處理結果示於表1。
由以上之結果可知，依據第一發明，使用非生物擔體之嫌氣性處理中，即使引起擔體因附著微細氣泡而上浮並流出之現象之情況，於使用具有特定大小與沉降速度之非生物擔體，藉由去除附著於自反應槽流出之擔體表面之氣泡而沉降，且藉由與處理水分離後使用泵回送到反應槽中，亦可以高負荷下進行安定處理。
以下列舉實施例2~4及比較例3~5更具體說明第二發明。
以下之實施例2~4及比較例3~5中使用之流動性非生物擔體之規格示於表2，至於作為發泡體之構成材料之聚烯烴系樹脂係使用聚乙烯(MF115g/10min)，親水化劑係使用圓形狀且通過100網目之木粉，無機粉末係使用硫酸鋇。又，擔體均為圓柱狀，所謂擔體大小為圓柱之高度。
[實施例2~4，比較例3~5]
利用圖2所示之嫌氣性處理裝置，以糖及有機酸主體之合成排水(CODCr濃度：2000mg/L，葡萄糖：1000mg-CODCr/L，乙酸：1000mg-CODCr/L，pH7.0)作為原水進行通入水試 驗。
該嫌氣性處理裝置為以酸生成槽1處理原水後，以泵P1供給至pH調整槽2並調整pH，利用泵P2將pH調整水向上流到塡充有流動性非生物擔體4之反應槽3中進行流通處理者。反應槽3之流出水之一部份作為循環水循環至pH調整槽2，其餘作為處理水排出於系統外。酸生成槽1內之水係利用泵P0予以循環。於酸生成槽1及pH調整槽2中添加氫氧化鈉作為pH調整用之鹼劑。1A、2A為pH計，3A、3B為過濾網。
酸生成槽1及反應槽3之處理條件如下。
〈酸生成槽〉
容量：6.7L
HRT：2hr
pH：6.5
溫度：30℃
〈反應槽〉
容量：約10L(直徑15cm，高度60cm)
HRT：3hr
上升流速(LV)：10m/hr
pH：7.0
擔體塡充率：40%
處理水量約為80.4L/天(流入CODCr量：約160.8g/天 )，每次處理開始時，於反應槽3中投入2L之分散狀嫌氣污泥(10g-VSS/L)作為種污泥。
實施例2~4及比較例3~5中，除於反應槽3中分別塡充表3所示之擔體以外，餘進行相同之處理。此時之處理能力及CODCr去除率、及反應槽3內之擔體狀態示於表3。
由表3可知，依據第二發明，使用流動性非生物擔體之嫌氣性處理中，不會引起擔體上浮、因固著之阻塞現象，可以高負荷進行安定之處理。
以下列舉實施例及比較例更具體說明第三發明。
[實施例5]
例用圖3所示之生物處理裝置，以糖主體之合成排水(CODCr濃度1000mg/L(COD成分之內容：糖60重量%，蛋白質20重量%，乙醇20重量%)，pH6.8)作為原水進行處理。
該生物處理裝置係將原水導入於pH調整槽11中調整pH後，利用泵P向上流到反應槽12中通入水，以反應槽12之流出水之一部分作為循環水循環到pH調整槽11中，同時剩餘部分作為處理水排出於系統外。11A為pH計，12A、12B為過濾網。
開始運轉時，於反應槽(容量10L，直徑15cm，高度約65cm)12中加入聚烯烴系樹脂擔體(圓柱形，直徑2mm，長度3~4mm)4L與作為種污泥之甲烷菌顆粒(污泥濃度60g-VSS/L，平均粒徑2.3mm)0.5L，原水在pH調整槽11中添加氫氧化鈉作為鹼劑調整成pH7.0後，以泵P於反應槽12中以下述條件向上流通入水。
〈通入水條件〉
HRT：2hr
上升流速(LV)：3m/hr
循環水流量：890mL/min
溫度：30℃
其結果，開始運轉後數日之處理能力(負荷)達到10kg-CODCr/m3/天(污泥負荷為1.3kg-CODCr/kg-VSS/天)。此時，反應槽12內之擔體上尚未形成生物膜，故以投入之種污泥進行處理。隨後，於60天左右之運轉，作為種污泥添加之甲烷菌顆粒緩慢解體、分散化而自反應槽流出，取而代之的是在擔體表面形成生物膜，進行處理。
該實施例1中之處理能力之經時變化示於圖4。
[比較例6]
實施例5中，除開始運轉時，添加分散嫌氣污泥(污水之消化污泥，污泥濃度40g-VSS/L)6L取代甲烷菌顆粒作為種污泥以外，餘進行相同處理。
其結果，於開始運轉數天後，作為種污泥投入之分散污泥全部流出，僅由附著之微生物在擔體表面形成生物膜，但處理能力(負荷)為了達到10kg-CODCr/m3/天則約需90天的運轉。
該比較例6中之處理能力之經時變化示於圖5。
由實施例5及比較例6之結果可知，使用非生物擔體之嫌氣性處理中，依據利用使用甲烷菌顆粒取代以往之分散污泥作為種污泥之本發明，則即使為低濃度廢水之處理，仍可在開始通入水後早期發揮處理能力，且，在隨後之運轉中藉由於擔體表面形成活性高的生物膜，而可安定地進行高負荷運轉。
雖已使用特定之樣態詳細說明本發明，但熟悉本技藝 者應了解可在不脫離本發明之意圖及範圍之下進行各種變更。
又，本申請案係基於2010年11月24日提出申請之日本專利申請案(特願2010-261349)、2010年11月24日提出申請之日本專利申請案(特願2010-261353)及2010年11月25日提出申請之日本專利申請案(特願2010-262504)，其等全文以引用之方式援用。
1‧‧‧酸生成槽
1A‧‧‧pH計
2‧‧‧pH調整槽
2A‧‧‧pH計
3‧‧‧反應槽
3A‧‧‧過濾網
3B‧‧‧過濾網
4‧‧‧流動性非生物擔體
5‧‧‧氣泡分離配管
5A‧‧‧流出配管
6‧‧‧處理水槽
6A‧‧‧過濾網
11‧‧‧pH調整槽
11A‧‧‧pH計
12‧‧‧反應槽
12A‧‧‧過濾網
12B‧‧‧過濾網
13‧‧‧流動性非生物擔體
14‧‧‧甲烷菌顆粒
P、P0~P2‧‧‧泵
圖1為顯示本發明之嫌氣性處理裝置實施形態之系統圖。
圖2為顯示第二發明之實施例中使用之嫌氣性處理裝置構成之系統圖。
圖3為顯示實施例5中使用之生物處理裝置構成之系統圖。
圖4為顯示實施例5、6中之處理能力之經時變化之圖表。
圖5為顯示比較例6中之處理能力之經時變化之圖表
1‧‧‧酸生成槽
1A‧‧‧pH計
2‧‧‧pH調整槽
2A‧‧‧pH計
3‧‧‧反應槽
4‧‧‧流動性非生物擔體
5‧‧‧氣泡分離配管
5A‧‧‧流出配管
6‧‧‧處理水槽
6A‧‧‧過濾網
P1~P2‧‧‧泵

Claims (18)

  1. 一種嫌氣性處理方法，其係於填充有流動性非生物擔體之反應槽中於嫌氣條件下使被處理水通過，在該非生物擔體表面形成生物膜而處理被處理水之嫌氣性處理方法，該方法之特徵為：將大小為1.0~5.0mm且沉降速度為200~500m/hr之非生物擔體填充於該反應槽中，將附著於自該反應槽流出之處理水中所含之該擔體上之氣泡分離去除後，將該擔體回送至該反應槽。
  2. 如申請專利範圍第1項之嫌氣性處理方法，其中藉由使自該反應槽流出之包含該擔體之處理水，於落差50cm以上之配管中向下流動而流通，以使附著於該擔體上之氣泡分離去除。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之嫌氣性處理方法，其中將分離去除該氣泡之擔體與處理水於過濾網或沉降槽分離後，利用泵回送至該反應槽。
  4. 一種嫌氣性處理裝置，其係於填充有流動性非生物擔體之反應槽中於嫌氣條件下使被處理水通過，在該非生物擔體表面形成生物膜而處理被處理水之嫌氣性處理裝置，該裝置之特徵為：填充至該反應槽之擔體大小為1.0~5.0mm且沉降速度為200~500m/hr，且包含使附著於自該反應槽流出之處理水中所含之該擔體上之氣泡分離去除之手段，及使已分離除去該氣泡之擔體回 送至該反應槽之手段。
  5. 如申請專利範圍第4項之嫌氣性處理裝置，其中使附著於該擔體之氣泡分離去除之手段，係使自該反應槽流出之包含該擔體之處理水向下流動而流通之落差50cm以上之配管。
  6. 如申請專利範圍第4或5項之嫌氣性處理裝置，其中將已分離去除該氣泡之擔體回送至該反應槽之手段，係具備用以使已分離去除該氣泡之擔體與處理水分離之過濾網或沉降槽，及用以使經過該過濾網或沉降槽之擔體回送至該反應槽之泵。
  7. 一種嫌氣性處理方法，其係在填充有流動性非生物擔體之反應槽中於嫌氣條件下使被處理水通過，在該非生物擔體表面形成生物膜而處理被處理水之嫌氣性處理方法，其特徵為該非生物擔體係由下述(I)及/或(II)之發泡體所構成，該擔體之大小為1.0~5.0mm，且該擔體之沉降速度為200~500m/hr，(I)包含以聚烯烴系樹脂為主體之樹脂成分30~95重量%及纖維素系粉末之親水化劑5~70重量%之發泡體，表面具有熔融裂紋狀態之發泡體，(II)包含以聚烯烴系樹脂為主體之樹脂成分30~95重量%、纖維素系粉末之親水化劑4~69重量%及無機粉末1~30重量%之發泡體，表面具有熔融裂紋狀態之發泡體。
  8. 如申請專利範圍第7項之嫌氣性處理方法，其中前述發泡體之表面之熔融裂紋狀態係滿足以下述式(1)表示之 比表面積比者：B/A=1.5~4.0 ...(1)(式(1)中，A表示發泡體之鬆比表面積，B表示發泡體之實比表面積)。
  9. 如申請專利範圍第7項之嫌氣性處理方法，其中前述親水化劑係露出或突出於前述發泡體之表面。
  10. 如申請專利範圍第7項之嫌氣性處理方法，其中前述樹脂成分之熔融流動指數為5~25g/10分鐘。
  11. 如申請專利範圍第10項之嫌氣性處理方法，其中前述樹脂成分為選自聚乙烯、或聚乙烯與自聚丙烯、聚苯乙烯及乙烯-乙酸乙烯酯共聚物所成組群選出之一種或兩種以上之混合物。
  12. 如申請專利範圍第7項之嫌氣性處理方法，其中前述發泡體之發泡倍率為2~10倍，由鬆體積求得之比重為0.10~0.80g/ml。
  13. 如申請專利範圍第7至12項中任一項之嫌氣性處理方法，其中前述反應槽為向上流型反應槽。
  14. 一種嫌氣性處理裝置，其係在填充有流動性非生物擔體之反應槽中於嫌氣條件下使被處理水通過，在該非生物擔體表面形成生物膜而處理被處理水之嫌氣性處理裝置，其特徵為該非生物擔體係由下述(I)及/或(II)之發泡體所構成，該擔體之大小為1.0~5.0mm，且該擔體之沉降速度為200~500m/hr，(I)包含以聚烯烴系樹脂為主體之樹脂成分30~95重 量%及纖維素系粉末之親水化劑5~70重量%之發泡體，表面具有熔融裂紋狀態之發泡體，(II)包含以聚烯烴系樹脂為主體之樹脂成分30~95重量%、纖維素系粉末之親水化劑4~69重量%及無機粉末1~30重量%之發泡體，表面具有熔融裂紋狀態之發泡體。
  15. 一種有機性排水之處理方法，其係使含有有機物之廢水，通過保持有非生物擔體之反應槽，藉由附著於該擔體上之嫌氣性微生物進行生物學處理之有機性排水之處理方法，該方法之特徵為於該反應槽啟動之際，使該反應槽中之非生物擔體與甲烷菌顆粒，以非生物擔體與甲烷菌顆粒之體積比為100：5~100：500之範圍存在之狀態，使該有機性廢水開始通過，隨後，藉由持續使有機性廢水通過，而使該反應槽內之甲烷菌顆粒之至少一部分解體、分散化。
  16. 如申請專利範圍第15項之有機性排水之處理方法，其中，前述有機性排水之有機物濃度為2000mg-CODCr/L以下。
  17. 如申請專利範圍第15項之有機性排水之處理方法，其中前述反應槽為流動床式反應槽，前述有機性排水係在該反應槽中以向上流而通入水。
  18. 如申請專利範圍第15至17項中任一項之有機性排水之處理方法，其中該反應槽之污泥負荷為0.8~3.0kg-CODCr/kg-VSS/天。
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