WO2018123449A1 - メタン発酵排水の処理方法および処理設備 - Google Patents

メタン発酵排水の処理方法および処理設備 Download PDF

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tank
liquid
wastewater
membrane separation
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正史 師
昭広 関
小松　敏宏
雄二 福山
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株式会社クボタ
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    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/20—Treatment of water, waste water, or sewage by degassing, i.e. liberation of dissolved gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C02F3/28—Anaerobic digestion processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/34—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used

Definitions

  • the present invention relates to a treatment method and treatment equipment for methane fermentation wastewater containing alkali metals and alkaline earth metals.
  • Palm oil production process wastewater (referred to as POME in Palm Oil Mill Effect below) contains high-concentration organic substances and has a CODcr of about 50,000 to 80,000 mg / L.
  • Nitrogen (N) is about 1,000 mg / L
  • phosphorus (P) is about 200 mg / L
  • calcium (Ca) which is an alkaline earth metal that causes scale, is about 500 mg / L
  • magnesium (Mg) is about It is about 700 mg / L.
  • potassium (K) which is an alkali metal, is about 2,000 to 3,000 mg / L
  • sodium (Na) is about 50 mg / L.
  • Biogas contains about 60% methane and about 40% carbon dioxide by volume.
  • the methane fermentation broth contains alkali metals and alkaline earth metals in high concentrations and has a high pH of 7 to 8, so that carbon dioxide is easily dissolved. For this reason, some of the carbon dioxide produced with methane fermentation is dissolved during methane fermentation and exists mainly in the form of bicarbonate ions (HCO 3 ⁇ ).
  • methane fermentation wastewater (hereinafter referred to as POME methane fermentation wastewater) after methane fermentation of POME contains bicarbonate ions, alkaline earth metals, alkali metals, and the like at high concentrations. For this reason, the alkalinity becomes very high at 4,000 to 5,000 mg / L.
  • FIG. 12 shows a conventional method for treating POME methane fermentation wastewater.
  • the methane fermentation wastewater is dehydrated in the dehydration step 1
  • the dehydrated separation liquid is biologically treated in the biological treatment tank 2 by the activated sludge method
  • the activated sludge is subjected to membrane separation treatment in the membrane separation tank 3 to obtain treated water. .
  • Japanese Patent Publication No. 2002-292399 describes an organic wastewater treatment facility. This is to treat organic wastewater containing calcium with biological treatment equipment and membrane separation equipment. The wastewater is decarboxylated with decarbonation equipment upstream of the membrane separation equipment to reduce the carbonate ion concentration in the wastewater. By reducing the amount, the amount of calcium carbonate sludge produced is reduced even when calcium is contained in the waste water.
  • the carbonate is calcium carbonate (CaCO 3 ), magnesium carbonate (MgCO 3 ), etc.
  • the phosphate is calcium phosphate (Ca 3 (PO 4 ) 2 ), magnesium phosphate (Mg 3 (PO 4 ) 2 ), etc.
  • the hydroxides are calcium hydroxide (Ca (OH) 2) and magnesium hydroxide (Mg (OH) 2).
  • FIG. 8 shows an analysis example of the calcium ion concentration of the treated water obtained by biological treatment of the dehydrated separation liquid dehydrated from the POME methane fermentation wastewater in activated sludge and membrane separation treatment of the activated sludge.
  • the treated water itself has a pH of 8.36, and hydrochloric acid is used to lower the pH.
  • hydrochloric acid is used to lower the pH.
  • FIG. 9 shows an example of measurement of the change in pH over time when the POME methane fermentation wastewater is left in a 1 L wide-mouthed container with the top open. According to this, it can be seen that the pH increases with time. This is because, as described above, the POME methane fermentation wastewater has a very high alkalinity, and carbon dioxide is present as a bicarbonate ion in a high concentration in the liquid, so that the carbon dioxide gas is easily degassed from the liquid. Yes, because the carbon dioxide in the liquid deaerates over time from the water surface in contact with the atmosphere. In FIG. 9, it can be seen that the rate of increase in pH is large for the first 5 days, then slows down, and hardly increases after 10 to 15 days. *
  • Patent Document 1 is to prevent the membrane from being blocked. In other words, by adding a pH adjuster to the decarbonation tank of the decarbonation treatment facility and adjusting the pH to a low pH of 4 to 5, the carbon dioxide gas is present in a liquid rather than carbonate ions. It is changed to a state that is easy to perform, and the degassing of carbon dioxide gas by aeration is promoted.
  • the present invention solves the above problems, and suppresses the precipitation of scale-causing substances such as calcium and magnesium at a low running cost, thereby reducing the frequency of membrane chemical cleaning, and a processing method and processing equipment for methane fermentation wastewater
  • the purpose is to provide.
  • the method for treating methane fermentation wastewater according to the present invention is a carbon dioxide which is dissolved in methane fermentation wastewater by leaving the methane fermentation wastewater containing alkali metal and alkaline earth metal in an open space.
  • a decarbonation step for degassing the gas a dehydration step for dehydrating the methane fermentation wastewater degassed with carbon dioxide and separating the dehydrated separation liquid, and a biological treatment step for biologically treating the dehydrated separation liquid with activated sludge
  • the biological treatment process includes a nitrification process in which the liquid in the tank is nitrified in the nitrification tank, and a membrane separation process in which the liquid in the tank is subjected to membrane separation in the membrane separation tank and the membrane permeate is discharged as treated water.
  • the liquid in the tank in the membrane separation tank is fed to the nitrification tank.
  • the container in the decarbonation step, has a capacity corresponding to 5 to 20 days of the inflowing water amount per day and has a water depth of 2 to 4 m and an open top. It is characterized by leaving methane fermentation wastewater stationary.
  • the biological treatment process includes a denitrification process for denitrifying the liquid in the tank in the denitrification tank before the nitrification process, and the denitrification process, the nitrification process, and the membrane separation.
  • the process is sequentially performed, and the liquid in the membrane separation tank is sent to a denitrification tank and a nitrification tank.
  • the methane fermentation wastewater in the decarboxylation step, is subjected to aeration treatment as a pre-process or a post-process of the step of allowing the methane fermentation wastewater to stand in an open space.
  • the methane fermentation wastewater is characterized by being wastewater discharged in a methane fermentation process in which palm oil production process wastewater is subjected to methane fermentation.
  • the treatment facility for methane fermentation wastewater includes a dehydrator for dehydrating methane fermentation wastewater containing alkali metals and alkaline earth metals to separate the dehydrated separation liquid, and a living organism for biologically treating the dehydrated separation liquid with activated sludge.
  • a biological treatment device is disposed in front of the treatment device and the dehydration device, the methane fermentation wastewater is allowed to stand still, and an upper part is opened to degas carbon dioxide dissolved in the methane fermentation wastewater.
  • a nitrification tank that nitrifies the membrane, a membrane separation tank that separates the liquid in the tank and discharges the membrane permeate as treated water, and a sludge return path that sends the liquid in the tank to the nitrification tank It is characterized by having.
  • the container has a capacity of 5 to 20 days of inflow water amount per day and a water depth of 2 to 4 m.
  • the biological treatment apparatus is a denitrification tank that denitrifies the liquid in the tank, and a separate sludge return that sends the liquid in the tank in the membrane separation tank to the denitrification tank. It has a road.
  • the methane fermentation wastewater treatment facility is characterized by having an aeration tank for aeration of the methane fermentation wastewater at the front stage or the rear stage of the container.
  • the methane fermentation wastewater is characterized in that it is drainage of a methane fermentation facility for methane fermentation of palm oil production process wastewater.
  • the chemical equilibrium of carbonic acid (H 2 CO 3), the release of carbon dioxide is as abundance ratio of carbon dioxide (CO 2) is higher in acidic
  • the abundance ratio of carbonate ions (CO 3 ⁇ ) is increased, and carbonates such as calcium carbonate (CaCO 3 ) and magnesium carbonate (MgCO 3 ) are easily precipitated.
  • Methane fermentation wastewater containing alkali metals and alkaline earth metals such as POME methane fermentation wastewater, has a high bicarbonate ion (HCO 3 ⁇ ) concentration.
  • bicarbonate ions are converted into carbon dioxide gas through carbonic acid in an acidic solution, and become carbonate ions in alkaline.
  • the dehydrated separation liquid of methane fermentation wastewater is nitrified in a nitrification tank, and further membrane-separated in a membrane separation tank.
  • nitrification tank nitric acid is generated to lower the pH, and precipitation of carbonates such as calcium carbonate is suppressed.
  • air aerated for membrane cleaning acts as a carrier gas, and carbon dioxide is released into the carrier gas.
  • the pH in the membrane separation tank rises to become alkaline, and insoluble carbonates such as calcium carbonate precipitate on the membrane surface, blocking the membrane. Concerned about the situation.
  • the graph which shows the relationship between the magnification of the return amount from the membrane separation tank to the nitrification tank in Example 3, and the pH in the nitrification tank The graph which shows the relationship between the pH of the treated water which biologically processed POME methane fermentation waste water, and calcium ion concentration
  • drain The graph which shows the time-dependent change of pH at the time of aeration of POME methane fermentation waste water
  • FIG. 1 shows an example of treatment equipment suitable for methane fermentation wastewater 10 containing alkali metals and alkali congeners.
  • POME methane fermentation wastewater is processed as the methane fermentation wastewater 10
  • the object of the present invention is not limited to POME methane fermentation wastewater.
  • the decarbonation step 60 is for degassing the carbon dioxide dissolved in the methane fermentation wastewater 10, and here, the decarboxylation step 60 is performed by a stationary step 61 for allowing the methane fermentation wastewater 10 to stand.
  • the stationary process 61 is for storing the methane fermentation wastewater 10 in a container for a certain number of days, and the container only needs to be open at the top, for example, an unearthed reservoir, a concrete or steel plate tank, Can be used.
  • the capacity of the container to be stored needs to be capable of efficiently performing decarboxylation due to standing.
  • This capacity is about 5 to 20 days of influent water per day, more preferably 10 to 15 days.
  • the amount of surplus sludge introduced is added to the amount of inflow water per day that is a standard for calculating the capacity of the container.
  • the dehydration step 20 separates and dehydrates organic solids and inorganic solids contained in the methane fermentation wastewater 10, such as a centrifugal dehydrator, a screw press, a multi-disc screw press, a multi-disc dehydrator, a filter press, etc.
  • This includes a supply pump that supplies methane fermentation wastewater, and a tempering device that injects and mixes a tempering agent such as a polymer or an inorganic flocculant into the methane fermentation wastewater.
  • the biological treatment process 30 is a process in which organic substances contained in the dehydrated separation liquid discharged from the dehydration process 20 are biologically treated with activated sludge, and further activated sludge is subjected to membrane separation treatment.
  • ammonia nitrogen is converted to nitrate nitrogen.
  • a nitrification tank 32 for performing nitrification treatment for conversion and a membrane separation tank 33 for performing membrane separation treatment are provided.
  • the nitrification tank 32 includes an aeration apparatus such as an aeration blower and an air diffuser. Further, since nitrification is an exothermic reaction, it is desirable to provide a cooling device in the nitrification tank 32 in order to suppress an increase in water temperature.
  • the membrane separation tank 33 separates activated sludge containing nitric acid flowing from the nitrification tank 32 with an immersion-type membrane separation apparatus made of a flat membrane or a hollow fiber membrane, and takes out the membrane permeate as treated water 50. .
  • the membrane separation tank 33 includes a blower that supplies membrane surface cleaning air to the membrane separation device.
  • the membrane separation tank 33 includes a sludge return path 42 for returning activated sludge containing nitrate nitrogen from the membrane separation tank 33 to the nitrification tank 32 by a return sludge pump.
  • the chemical equilibrium state of carbonic acid is high in abundance ratio of carbon dioxide gas (CO 2 ) when acidic, and carbon dioxide is easily released, and the abundance ratio of carbonate ion (CO 3 ⁇ ) is alkaline. It becomes high, and carbonates such as calcium carbonate (CaCO 3 ) and magnesium carbonate (MgCO 3 ) are likely to precipitate.
  • Methane fermentation wastewater containing alkali metal and alkaline earth metal here POME methane fermentation wastewater, has a high bicarbonate ion (HCO 3 ⁇ ) concentration.
  • bicarbonate ions are converted into carbon dioxide gas through carbonic acid in an acidic solution, and become carbonate ions in alkaline.
  • the methane fermentation wastewater 10 flows into the stationary process 61 prior to the dehydration process 20.
  • POME methane fermentation wastewater has very high alkalinity, carbon dioxide is present in a high concentration in the liquid as bicarbonate ions (HCO 3 ⁇ ), and carbon dioxide gas is degassed from the liquid. It is in an easy state.
  • the organic solid matter and the inorganic solid matter contained in the methane fermentation waste water 10 are separated and dehydrated. Then, the calcium and magnesium compounds insolubilized in the standing step 61 are removed from the methane fermentation wastewater as a dehydrated cake together with the inorganic solids and organic solids originally contained in the methane fermentation wastewater.
  • nitric acid is generated and the pH is lowered in the process of nitrifying the dehydrated separation liquid of the methane fermentation wastewater 10 in the nitrification tank 32.
  • precipitation of carbonates such as calcium carbonate, is carried out. It can be suppressed.
  • the membrane separation tank 33 air aerated for membrane cleaning acts as a carrier gas, and carbon dioxide is released into the carrier gas.
  • the carbon dioxide gas in the membrane separation tank decreases, decarboxylation proceeds, the pH in the tank of the membrane separation tank 33 rises to become alkaline, and an environment in which carbonates such as calcium carbonate tend to precipitate is obtained.
  • an increase in pH in the membrane separation tank 33 can be suppressed by feeding activated sludge, which is the liquid in the membrane separation tank 33, to the nitrification tank 32 through the sludge return path 42.
  • the activated sludge concentration is generally 12,000 to 20,000 mg. / L.
  • the activated sludge concentration is desirably a half concentration of a general 12,000 to 20,000 mg / L, More desirably, it is 6,000 to 8,000 mg / L.
  • FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention.
  • the same components as those of the first embodiment shown in FIG. 1 are insolubilized as carbonate or the like and are contained in the activated sludge.
  • the concentration itself of the substance that causes membrane occlusion can be lowered.
  • reprecipitation of carbonate or the like on the membrane surface in the membrane separation tank can be suppressed.
  • the decarboxylation step 60 has an aeration step 62 for aeration of methane fermentation wastewater as a post-step of the stationary step 61.
  • the aeration process 62 includes an aeration tank, and includes an air diffuser arranged in the aeration tank and a blower that sends air to the air diffuser.
  • the operation in the stationary step 61 is the same as that in the first embodiment, and the description thereof is omitted.
  • the methane fermentation wastewater flowing into the aeration tank from the stationary process 61 is aerated.
  • Aerated air acts as a carrier gas, and carbon dioxide is released into the carrier gas.
  • the carbon dioxide gas in the membrane separation tank decreases, decarbonation proceeds and the pH in the tank of the aeration tank rises.
  • FIG. 10 shows the change over time of the pH of the methane fermentation wastewater by aeration. As shown in FIG. 10, the pH of methane fermentation wastewater exceeds 8.8 by aeration for about 6 hours.
  • FIG. 3 shows Embodiment 3 of the present invention.
  • the same components as those in the first embodiment shown in FIG. 3 are identical to those in the first embodiment shown in FIG.
  • the biological treatment process 30 includes a denitrification tank 31 for performing a nitrification denitrification process, a nitrification tank 32, and a membrane separation tank 33 for performing a membrane separation process.
  • the denitrification tank 31 removes the BOD component contained in the dehydrated separation liquid by the metabolic action of the denitrifying bacteria, and reduces nitrate nitrogen returned from the nitrification tank 32 through the first sludge return path 421 to nitrogen gas and removes it. To do.
  • the denitrification tank 31 includes a stirring device such as a stirring pump and a mechanical stirrer.
  • the nitrification tank 32 oxidizes ammonia nitrogen contained in the liquid in the tank flowing from the denitrification tank 31 from nitrous acid to nitric acid by the metabolic action of nitrite bacteria and nitrate bacteria.
  • the membrane separation tank 33 includes a first sludge return path 421 for returning activated sludge containing nitrate nitrogen from the membrane separation tank 33 to the denitrification tank 31 by a first return sludge pump, and nitric acid from the membrane separation tank 33 to the nitrification tank 32.
  • a second sludge return path 422 is provided for returning activated sludge containing nitrogen in the form of a second return sludge pump.
  • the stationary process 61 and the dehydrating process 20 are the same as those in the first embodiment, and a description thereof is omitted.
  • the membrane separation tank 33 air aerated for membrane cleaning acts as a carrier gas, and carbon dioxide is released into the carrier gas.
  • the carbon dioxide gas in the membrane separation tank decreases, decarboxylation proceeds, the pH in the tank of the membrane separation tank 33 rises to become alkaline, and an environment in which carbonates such as calcium carbonate tend to precipitate is obtained.
  • the activated sludge which is the liquid in the membrane separation tank 33
  • the second sludge return path 422 thereby achieving a uniform pH in the nitrification tank 32 and the membrane separation tank 33.
  • An increase in pH in the separation tank 33 can be suppressed.
  • the amount of liquid fed between each process will be described.
  • the liquid 6Q in the tank 6 times the unit quantity Q is transferred from the membrane separation tank 33 to the denitrification tank 31 through the first sludge return path 421.
  • the denitrification rate is set to 85%.
  • the liquid 7Q in the tank 7 times the unit quantity Q is sent from the denitrification tank 31 to the nitrification tank 32, and the unit quantity Q of 7 to 7 is transferred from the membrane separation tank 33 to the nitrification tank 32 through the second sludge return path 422.
  • the tank liquids 7Q to 21Q are returned within a range of 21 times, and a unit amount Q of the membrane filtrate is taken out from the membrane separation tank 33.
  • FIG. 7 shows the relationship between the return ratio of the return amount from the membrane separation tank 33 to the nitrification tank 32 and the pH in the tank of the nitrification tank 32, and the liquid supply amount from the denitrification tank 31 to the nitrification tank 32.
  • the horizontal axis indicates the return ratio of the amount of liquid fed from the membrane separation tank 33 to the nitrification tank 32, and the vertical axis indicates the pH in the nitrification tank 32.
  • the return magnification is in the range of 1 times or more, preferably 2 times or more, that is, the liquid feed amount from the membrane separation tank 33 to the nitrification tank 32 is 7Q or more, preferably 14 times 14Q.
  • the pH in the nitrification tank 32 is substantially the same as the pH in the membrane separation tank 33. That is, the amount of liquid supplied from the membrane separation tank 33 to the nitrification tank 32 through the second sludge return path 422 is 1 or more times the amount of liquid supplied from the denitrification tank 31 to the nitrification tank 32, preferably 2
  • the pH in the nitrification tank 32 and the membrane separation tank 33 is made substantially uniform.
  • Example 4 FIG. 4 shows a fourth embodiment of the present invention. In FIG. 4, the same components as those in the third embodiment shown in FIG.
  • an aeration process 62 for aeration of the methane fermentation wastewater is provided as a post process of the stationary process 61 in the decarboxylation process 60 that is a pre process of the dehydration process 20 in the previous Example 3.
  • the aeration process 62 includes an aeration tank, and includes an air diffuser arranged in the aeration tank and a blower that sends air to the air diffuser.
  • the operation in the stationary step 61 is the same as that in the third embodiment, and the description thereof is omitted.
  • the methane fermentation wastewater flowing into the aeration tank from the stationary process 61 is aerated, as in the second embodiment.
  • Aerated air acts as a carrier gas, and carbon dioxide is released into the carrier gas.
  • the carbon dioxide gas in the membrane separation tank decreases, decarbonation proceeds and the pH in the tank of the aeration tank rises.
  • FIG. 5 shows a fifth embodiment of the present invention.
  • the same components as those in the fourth embodiment shown in FIG. 5 are identical to those in the fourth embodiment shown in FIG.
  • the aeration process 62 which carries out the aeration process of the methane fermentation waste water as a pre-process of the stationary process 61 in the decarboxylation process 60.
  • the reservoir 71 is divided into an upstream region 73 and a downstream region 74 by a partition wall 72, and an overflow weir 75 is formed in a part of the partition wall 72.
  • the methane fermentation wastewater 10 stays for a certain number of days in the upstream area 73 and the downstream area 74 of the reservoir 71, and degassing of carbon dioxide gas proceeds by standing, so that calcium and magnesium dissolved in the liquid of the methane fermentation wastewater 10 are insolubilized. Advances.
  • the methane fermentation wastewater 10 flows from the upstream area 73 to the downstream area 74 through the overflow weir 75. At this time, since the methane fermentation waste water 10 flows in a shallow layer form at the upper end of the overflow weir 75, the area in contact with the air increases and the degassing of carbon dioxide gas is promoted.

Abstract

アルカリ金属とアルカリ土類金属を含有するメタン発酵排水を脱水して脱水分離液を分離する脱水工程２０と、脱水分離液を活性汚泥で生物処理する生物処理工程３０を備え、生物処理工程３０は、硝化槽３２で槽内液を硝化処理する硝化工程と、膜分離槽３３で槽内液を膜分離処理して膜透過液を処理水として排出する膜分離工程を順次に行い、膜分離槽３３の槽内液を硝化槽３２へ送液する。

Description

メタン発酵排水の処理方法および処理設備
　本発明は、アルカリ金属とアルカリ土類金属を含有するメタン発酵排水の処理方法および処理設備に関する。
　パーム油製造工程排水（Ｐａｌｍ　Ｏｉｌ　Ｍｉｌｌ　Ｅｆｆｌｕｅｎｔ　以下においてはＰＯＭＥと呼称する）は、高濃度の有機物を含有しており、ＣＯＤｃｒが約５０，０００～８０，０００ｍｇ／Ｌである。窒素（Ｎ）が１，０００ｍｇ／Ｌ程度、リン（Ｐ）が２００ｍｇ／Ｌ程度であり、スケールの原因となるアルカリ土類金属であるカルシウム（Ｃａ）が５００ｍｇ／Ｌ程度、マグネシウム（Ｍｇ）が７００ｍｇ／Ｌ程度である。さらに、アルカリ金属であるカリウム（Ｋ）が２，０００～３，０００ｍｇ／Ｌ、ナトリウム（Ｎａ）が５０ｍｇ／Ｌ程度である。
　このＰＯＭＥをメタン発酵すると、ＰＯＭＥ中のＣＯＤｃｒの約８０％がバイオガスに転換する。バイオガスには、容積比でメタン６０％程度、二酸化炭素４０％程度が含まれている。また、メタン発酵液は、アルカリ金属とアルカリ土類金属を高濃度に含み、ｐＨも７～８と高いことで、二酸化炭素を溶解し易い状態にある。このため、メタン発酵に伴い生成する二酸化炭素の一部はメタン発酵中に溶解し、主として重炭酸イオン（ＨＣＯ３ －）の形態で存在する。したがって、ＰＯＭＥをメタン発酵した後のメタン発酵排水（以下においてはＰＯＭＥメタン発酵排水と呼称する）は、重炭酸イオン、アルカリ土類金属、アルカリ金属などを高濃度に含んでいる。このため、アルカリ度が４，０００～５，０００ｍｇ／Ｌと非常に高くなる。
　従来のＰＯＭＥメタン発酵排水の処理方法としては、図１２に示すものがある。ここでは、メタン発酵排水を脱水工程１で脱水し、脱水分離液を生物処理槽２において活性汚泥法により生物処理し、活性汚泥を膜分離槽３で膜分離処理して処理水を得ている。
　また、日本国特許公開公報２００２－２９２３９９には、有機性排水の処理設備が記載されている。これは、カルシウムを含有する有機性排水を生物処理設備及び膜分離装置で処理するもので、排水を膜分離装置の上流側で脱炭酸処理設備により脱炭酸処理して排水中の炭酸イオン濃度を低減することで、排水中にカルシウムが含有されている場合にも炭酸カルシウムスラッジの生成量を低減するものである。
　しかし、アルカリ金属とアルカリ土類金属を含有するメタン発酵排水、例えば、ＰＯＭＥメタン発酵排水を、図１２に示す方法で処理すると、膜分離槽３において、カルシウムやマグネシウムの化合物である炭酸塩、リン酸塩、水酸化物などが析出して膜を閉塞させるので、頻繁に膜を薬液洗浄しなければならないという問題が生じる。炭酸塩は、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）、炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ３）等々であり、リン酸塩は、リン酸カルシウム（Ｃａ３（ＰＯ４）２）、リン酸マグネシウム（Ｍｇ３（ＰＯ４）２）等々であり、水酸化物は、水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）２）、水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）２）である。
　図８は、ＰＯＭＥメタン発酵排水から脱水分離した脱水分離液を活性汚泥中で生物処理し、活性汚泥を膜分離処理して得られた処理水のカルシウムイオン濃度の分析例を示すものである。ここで、処理水はそのものはｐＨが８．３６であり、ｐＨを低くするために塩酸を使用している。これによると、ｐＨが約５．５以上の範囲では、ｐＨが高くなるほど処理水中に溶存するカルシウムイオン濃度が低くなることが分かる。これは、処理水に含まれる重炭酸イオンの緩衝作用によるもので、不溶性のカルシウム化合物、例えば炭酸カルシウムの濃度が高くなることに因る。このような傾向は、アルカリ金属としてカルシウムと同じ性質を有するマグネシウムについても同様である。
　図９は、ＰＯＭＥメタン発酵排水を、上部が開放状態にある１Ｌの広口容器に静置したときのｐＨの経日変化の測定例を示すものである。これによると、ｐＨは時間経過とともに上昇していくことがわかる。これは、前述の通りＰＯＭＥメタン発酵排水はアルカリ度が非常に高く、二酸化炭素が重炭酸イオンとして液中に高濃度で存在しているために、液中から炭酸ガスが脱気し易い状態にあり、大気と接する水面から液中の炭酸ガスが経時的に脱気していくことによる。図９においては、ｐＨの上昇速度が、最初の５日間が大きく、その後緩やかになり、１０～１５日経過するとほとんど上昇しなくなることがわかる。　　　
　特許文献１は、この膜の閉塞を防止するものである。すなわち、脱炭酸処理設備の脱炭酸槽にｐＨ調整剤を添加し、ｐＨを４～５の低ｐＨに調整することで、液中における炭酸の化学平衡状態を、炭酸イオンよりも炭酸ガスが存在し易い状態に変化させて、曝気による炭酸ガスの脱気を促進するものである。
　しかし、ｐＨ調整剤を添加する方法は、ＰＯＭＥメタン発酵排水のようなアルカリ度が非常に高い排水に適用する場合にｐＨ調整剤の添加量が膨大となり、経済的に成立し難いものである。
　本発明は上記課題を解決するものであり、低ランニングコストでカルシウムやマグネシウムなどのスケール原因物質が析出することを抑制して、膜の薬液洗浄頻度を低減できるメタン発酵排水の処理方法および処理設備を提供すること目的とする。
　上記課題を解決するために、本発明に係るメタン発酵排水の処理方法は、アルカリ金属とアルカリ土類金属を含有するメタン発酵排水を開放空間下に静置してメタン発酵排水中に溶解する炭酸ガスを脱気する脱炭酸工程と、炭酸ガスを脱気したメタン発酵排水を脱水して脱水分離液を分離する脱水工程と、脱水分離液を活性汚泥で生物処理する生物処理工程とを備え、生物処理工程は、硝化槽内で槽内液を硝化処理する硝化工程と、膜分離槽内で槽内液を膜分離処理して膜透過液を処理水として排出する膜分離工程を順次に行い、膜分離槽内の槽内液を硝化槽へ送液することを特徴とする。
　本発明に係るメタン発酵排水の処理方法において、脱炭酸工程では、１日当たりの流入水量の５～２０日分の容量を有し、かつ２～４ｍの水深を有する上部が開放された容器にてメタン発酵排水を静置することを特徴とする。
　本発明に係るメタン発酵排水の処理方法において、生物処理工程では、硝化工程の前段に脱窒素槽内で槽内液を脱窒処理する脱窒工程を備え、脱窒素工程と硝化工程と膜分離工程を順次に行い、膜分離槽内の槽内液を脱窒素槽および硝化槽へ送液することを特徴とする。
　本発明に係るメタン発酵排水の処理方法において、脱炭酸工程では、メタン発酵排水を開放空間下に静置する工程の前工程または後工程として、メタン発酵排水を曝気処理することを特徴とする。
　本発明に係るメタン発酵排水の処理方法において、メタン発酵排水は、パーム油製造工程排水をメタン発酵させるメタン発酵工程において排出される排水であることを特徴とする。
　本発明に係るメタン発酵排水の処理設備は、アルカリ金属とアルカリ土類金属を含有するメタン発酵排水を脱水して脱水分離液を分離する脱水装置と、脱水分離液を活性汚泥で生物処理する生物処理装置と、脱水装置の前段に配置され、メタン発酵排水を静置してメタン発酵排水中に溶解する炭酸ガスを脱気する上部が開放された容器を備え、生物処理装置が、槽内液を硝化処理する硝化槽と、槽内液を膜分離処理して膜透過液を処理水として排出する膜分離槽と、膜分離槽内の槽内液を硝化槽へ送液する汚泥返送路を有することを特徴とする。
　本発明に係るメタン発酵排水の処理設備において、容器が、１日当たり流入水量の５～２０日分の容量を有し、かつ２～４ｍの水深を有することを特徴とする。
　本発明に係るメタン発酵排水の処理設備において、生物処理装置が、槽内液を脱窒処理する脱窒素槽と、膜分離槽内の槽内液を脱窒素槽へ送液する別途の汚泥返送路を有することを特徴とする。
　本発明に係るメタン発酵排水の処理設備において、容器の前段または後段に、メタン発酵排水を曝気する曝気槽を有することを特徴とする。
　本発明に係るメタン発酵排水の処理設備において、メタン発酵排水は、パーム油製造工程排水をメタン発酵させるメタン発酵設備の排水であることを特徴とする。
　以上の本発明に係るメタン発酵排水の処理方法および設備において、炭酸（Ｈ２ＣＯ３）の化学平衡状態は、酸性において炭酸ガス（ＣＯ２）の存在比が高いものとなって二酸化炭素を放出し易くなり、アルカリ性において炭酸イオン（ＣＯ３ －）の存在比が高いものとなって、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）、炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ３）等々の炭酸塩が析出し易くなる。
　アルカリ金属とアルカリ土類金属を含有するメタン発酵排水、例えばＰＯＭＥメタン発酵排水は、重炭酸イオン（ＨＣＯ３ －）濃度が高いものである。炭酸の化学平衡状態において、重炭酸イオンは、酸性溶液中において炭酸を経て炭酸ガスになり、アルカリ性において炭酸イオンとなる。
　生物処理工程では、メタン発酵排水の脱水分離液を硝化槽で硝化処理し、更に膜分離槽で膜分離処理する。硝化槽では硝酸を生成してｐＨが低下し、炭酸カルシウム等の炭酸塩の析出が抑えられる。膜分離槽では、膜洗浄のために曝気する空気がキャリアガスとして作用して、キャリアガス中に二酸化炭素が放出される。膜分離槽内の炭酸ガスの減少にともなって脱炭酸が進行し、膜分離槽内のｐＨが上昇してアルカリ性となり、不溶性の炭酸カルシウム等の炭酸塩が膜面上に析出し、膜を閉塞する事態が懸念される。
　このため、膜分離槽の槽内液を硝化槽へ送液することで、膜分離槽におけるｐＨの上昇を抑制し、膜の膜面上に炭酸カルシウム等の炭酸塩が析出することを抑制し、膜の閉塞を防止する。
本発明の実施例１におけるメタン発酵排水の処理設備を示す模式図 本発明の実施例２におけるメタン発酵排水の処理設備を示す模式図 本発明の実施例３におけるメタン発酵排水の処理設備を示す模式図 本発明の実施例４におけるメタン発酵排水の処理設備を示す模式図 本発明の実施例５におけるメタン発酵排水の処理設備を示す模式図 実施例３における各工程間の流量を示す模式図 実施例３における膜分離槽から硝化槽への返送量の倍率と硝化槽内のｐＨの関係を示すグラフ図 ＰＯＭＥメタン発酵排水を生物処理した処理水のｐＨとカルシウムイオン濃度の関係を示すグラフ図 ＰＯＭＥメタン発酵排水を静置した場合のｐＨの経日変化を示すグラフ図 ＰＯＭＥメタン発酵排水を曝気した場合のｐＨの経時変化を示すグラフ図 本発明の実施例６における貯溜池の構造を示す断面図 実施例６における貯溜池の構造を示す平面図 従来の処理設備を示す模式図
　以下、本発明の実施の形態に係るメタン発酵排水の処理方法を図面を参照して説明する。
（実施例１）
　図１は、アルカリ金属とアルカリ同類金属を含有するメタン発酵排水１０に好適な処理設備の一例を示すものである。ここでは、メタン発酵排水１０としてＰＯＭＥメタン発酵排水を処理する場合について説明するが、本発明の対象はＰＯＭＥメタン発酵排水に限るものではない。
　脱炭酸工程６０は、メタン発酵排水１０に溶解する炭酸ガスを脱気するものであり、ここではメタン発酵排水１０を静置する静置工程６１により行う。
　静置工程６１は、メタン発酵排水１０を一定日数にわたって容器に貯溜するものであり、容器は上部が開放されたものであればよく、例えば素掘りの貯溜池、コンクリート製または鋼板製タンクなどを使用できる。貯溜する容器の容量は、静置に因る脱炭酸を効率よく行うことができる容量が必要である。
　この容量は、１日当たりの流入水量の５～２０日分程度であり、より望ましくは１０～１５日分である。なお、後述する後段の生物処理工程３０で発生する余剰汚泥を導入する場合は、容器の容量を算定する基準となる１日当たりの流入水量には余剰汚泥の導入量を加えたものとする。水面の面積が大きい方が大気と水面との接触面積が大きくなり、脱炭酸効果が上がるので、容器として使用する貯溜池またはタンクは水深２～４ｍの浅いものが望ましい。
　脱水工程２０は、メタン発酵排水１０に含まれる有機固形物および無機固形物を分離して脱水するもので、遠心脱水機、スクリュープレス、多重円盤スクリュープレス、多重円盤型脱水機、フィルタープレス等などの脱水装置からなり、メタン発酵排水を供給する供給ポンプ、メタン発酵排水にポリマーや無機凝集剤などの調質剤を注入して混合する調質装置なども含まれる。
　生物処理工程３０は、脱水工程２０から排出される脱水分離液に含まれる有機物を活性汚泥により生物処理し、更に活性汚泥を膜分離処理するものであり、ここではアンモニア態窒素を硝酸態窒素に変換する硝化処理を行うための硝化槽３２と膜分離処理を行うための膜分離槽３３を備えている。
　硝化槽３２は、曝気用のブロワ、散気管等々の曝気装置を備える。また、硝化は発熱反応であるので、水温の上昇を抑えるために、硝化槽３２に冷却装置を備えることが望ましい。
　膜分離槽３３は、硝化槽３２から流入する硝酸を含む活性汚泥を平膜や中空糸膜などからなる浸漬型の膜分離装置で膜分離し、膜透過液を処理水５０として取出すものである。膜分離槽３３は膜分離装置に膜面洗浄用の空気を供給するブロワを備える。また、膜分離槽３３は、膜分離槽３３から硝化槽３２へ硝酸態窒素を含む活性汚泥を返送汚泥ポンプによって返送する汚泥返送路４２を備えている。
　以下、上記した構成の作用を説明する。炭酸（Ｈ２ＣＯ３）の化学平衡状態は酸性において炭酸ガス（ＣＯ２）の存在比が高いものとなって二酸化炭素を放出し易くなり、アルカリ性において炭酸イオン（ＣＯ３ －）の存在比が高いものとなって、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）、炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ３）等々の炭酸塩が析出し易くなる。
　アルカリ金属とアルカリ土類金属を含有するメタン発酵排水、ここではＰＯＭＥメタン発酵排水は、重炭酸イオン（ＨＣＯ３ －）濃度が高いものである。炭酸の化学平衡状態において、重炭酸イオンは、酸性溶液中において炭酸を経て炭酸ガスになり、アルカリ性において炭酸イオンとなる。
　メタン発酵排水１０は、脱水処理工程２０に先立って静置工程６１に流入する。前述したように、ＰＯＭＥメタン発酵排水は、アルカリ度が非常に高く、二酸化炭素が重炭酸イオン（ＨＣＯ３ －）として液中に高濃度に存在しており、液中から炭酸ガスが脱気しやすい状態にある。
　このため、静置工程６１において一定日数貯溜することで、液中に溶存する炭酸ガスが大気と接する水面から放出されて、メタン発酵排水１０に含まれた炭酸ガスの脱気が進行し、図９に示すように、ｐＨが上昇する。このｐＨの上昇によって、図８に示すように、メタン発酵排水１０の液中に溶存するカルシムやマグネシウムの不溶化が進む。
　脱水工程２０では、メタン発酵排水１０に含まれる有機固形物および無機固形物を分離して脱水する。そして、静置工程６１で不溶化したカルシムやマグネシウムの化合物が、もともとメタン発酵排水中に含まれていた無機固形物および有機性固形物とともに、脱水ケーキとしてメタン発酵排水中から除去される。
　その結果、脱水工程２０から生物処理工程３０に送られるメタン発酵排水の脱水分離液中のカルシウムやマグネシウムのイオン濃度が低下する。
　生物処理工程３０では、メタン発酵排水１０の脱水分離液を硝化槽３２で硝化処理する過程で、硝酸を生成してｐＨが低下する。このため、従来の活性汚泥法による生物処理工程、すなわち、ＢＯＤ酸化まで行うが硝化までは行わない工程に比べて、本実施の形態の生物処理工程３０では、炭酸カルシウム等の炭酸塩の析出が抑えられる。
　その結果、従来の活性汚泥法による生物処理工程に比べて、膜分離槽３３の膜がカルシムやマグネシウムの化合物で閉塞することを抑制できる。
　一方、膜分離槽３３では、膜洗浄のために曝気する空気がキャリアガスとして作用して、キャリアガス中に二酸化炭素が放出される。膜分離槽内の炭酸ガスの減少にともなって脱炭酸が進行し、膜分離槽３３の槽内のｐＨが上昇してアルカリ性となり、炭酸カルシウム等の炭酸塩が析出し易い環境となる。
　しかし、汚泥返送路４２を通して膜分離槽３３の槽内液である活性汚泥を硝化槽３２へ送液することで、膜分離槽３３おけるｐＨの上昇を抑制できる。
　この結果、膜分離槽３３において不溶性の炭酸カルシウム等の炭酸塩が膜の膜面上に析出することを抑制でき、膜の閉塞を防止できる。
　さらに、浸漬型平膜を採用する膜分離活性汚泥処理を日本のし尿処理など高濃度有機性排水に適用する場合に、活性汚泥濃度（ＭＬＳＳ濃度）は、一般的に１２，０００～２０，０００ｍｇ／Ｌである。本実施例１において、膜分離活性汚泥処理をＰＯＭＥメタン発酵排水に適用する場合に、活性汚泥濃度（ＭＬＳＳ濃度）は、望ましくは一般的な１２，０００～２０，０００ｍｇ／Ｌの半分の濃度、より望ましくは６，０００～８，０００ｍｇ／Ｌとする。
　これは、次の理由による。すなわち、原水に含まれるカルシウム等の膜閉塞原因物質の大部分は炭酸塩等として不溶化し、活性汚泥中に含まれている。このため、ＭＬＳＳ濃度を低く維持することにより、膜閉塞原因物質の濃度自体を低下させることができる。これにより、膜分離槽内での膜面への炭酸塩等の再析出を抑制することができる。
（実施例２）
　図２は本発明の実施例２を示すものである。図２において、図１に示した実施例１と同様の構成については同一番号を付してその説明を省略する。
　図２に示すように、ここで脱炭酸工程６０は、静置工程６１の後工程としてメタン発酵排水を曝気する曝気工程６２を有している。曝気工程６２は、曝気槽からなり、曝気槽内に配置した散気管および散気管に空気を送るブロワを備えている。
　この構成において、静置工程６１における作用は実施例１と同様であり、その説明を省略する。曝気工程６２では、静置工程６１から曝気槽に流入するメタン発酵排水を曝気する。曝気した空気がキャリアガスとして作用して、キャリアガス中に二酸化炭素が放出される。膜分離槽内の炭酸ガスの減少にともなって脱炭酸が進行し、曝気槽の槽内のｐＨが上昇する。
　図１０は曝気によるメタン発酵排水のｐＨの経時変化を示すものである。図１０に示すように、６時間前後の曝気によってメタン発酵排水のｐＨが８．８を超える。
　このため、曝気槽においてメタン発酵排水中のカルシウムやマグネシウムが不溶性の炭酸カルシウム等の炭酸塩として析出する。
　脱水工程２０では、静置工程６１および曝気工程６２で不溶化したカルシムやマグネシウムの化合物が、もともとメタン発酵排水中に含まれていた無機固形物および有機性固形物とともに、脱水ケーキとしてメタン発酵排水中から除去される。その結果、脱水工程２０から生物処理工程３０に送られるメタン発酵排水の脱水分離液中のカルシウムやマグネシウムのイオン濃度が低下する。結果として膜分離槽３３において膜がカルシムやマグネシウムの化合物で閉塞することを、実施例１よりもさらに抑制できる。
（実施例３）
　図３は本発明の実施例３を示すものである。図３において、図１に示した実施例１と同様の構成については同一番号を付してその説明を省略する。
　ここでは、生物処理工程３０が、硝化脱窒処理を行うための脱窒素槽３１と硝化槽３２と膜分離処理を行うための膜分離槽３３を備えている。
　脱窒素槽３１は、脱窒菌の代謝作用によって脱水分離液に含まれるＢＯＤ成分を除去し、かつ硝化槽３２から第１汚泥返送路４２１を通して返送される硝酸態窒素を窒素ガスに還元して除去するものである。ここで、脱窒槽３１は、撹拌ポンプ、機械式撹拌機等々の撹拌装置を備えている。
　硝化槽３２は、亜硝酸菌および硝酸菌の代謝作用によって、脱窒素槽３１から流入する槽内液に含まれるアンモニア態窒素を亜硝酸から硝酸にまで酸化するものである。
　膜分離槽３３は、膜分離槽３３から脱窒素槽３１へ硝酸態窒素を含む活性汚泥を第１返送汚泥ポンプによって返送する第１汚泥返送路４２１と、膜分離槽３３から硝化槽３２へ硝酸態窒素を含む活性汚泥を第２返送汚泥ポンプによって返送する第２汚泥返送路４２２を備えている。
　以下、上記した構成の作用を説明する。静置工程６１および脱水工程２０は、実施例１におけるものと同様であり、説明を省略する。
　生物処理工程３０では、メタン発酵排水１０の脱水分離液を脱窒素槽３１と硝化槽３２とで硝化脱窒処理する過程で、硝化槽３２において硝酸を生成してｐＨが低下し、炭酸カルシウム等の炭酸塩の析出が抑えられる。
　一方、膜分離槽３３では、膜洗浄のために曝気する空気がキャリアガスとして作用して、キャリアガス中に二酸化炭素が放出される。膜分離槽内の炭酸ガスの減少にともなって脱炭酸が進行し、膜分離槽３３の槽内のｐＨが上昇してアルカリ性となり、炭酸カルシウム等の炭酸塩が析出し易い環境となる。
　しかし、第２汚泥返送路４２２を通して膜分離槽３３の槽内液である活性汚泥を硝化槽３２へ送液することで、硝化槽３２と膜分離槽３３とにおけるｐＨの均一化を図り、膜分離槽３３おけるｐＨの上昇を抑制できる。
　この結果、膜分離槽３３において不溶性の炭酸カルシウム等の炭酸塩が膜の膜面上に析出することを抑制でき、膜の閉塞を防止できる。
　以下に、各工程間の送液量について説明する。図６に示すように、脱水分離液の原水流入量を単位量Ｑとすると、第１汚泥返送経路４２１を通して膜分離槽３３から脱窒素槽３１へ単位量Ｑの６倍の槽内液６Ｑを返送する場合、つまり６Ｑ／（１Ｑ＋６Ｑ）として脱窒素率を８５％に設定する。
　この場合、脱窒素槽３１から硝化槽３２へ単位量Ｑの７倍の槽内液７Ｑを送液し、第２汚泥返送路４２２を通して膜分離槽３３から硝化槽３２へ単位量Ｑの７～２１倍の範囲で槽内液７Ｑ～２１Ｑを返送し、膜分離槽３３から単位量Ｑの膜ろ過液を取出す。
　図７は、膜分離槽３３から硝化槽３２への返送量の返送倍率と硝化槽３２の槽内のｐＨとの関係を示すものであり、脱窒素槽３１から硝化槽３２への送液量に対する膜分離槽３３から硝化槽３２への送液量の返送倍率を横軸に示し、縦軸に硝化槽３２の槽内のｐＨを示している。
　ここでは、返送倍率が１倍以上、好ましくは２倍以上の範囲、すなわち、膜分離槽３３から硝化槽３２への送液量が単位量Ｑの７倍の７Ｑ以上、好ましくは１４倍の１４Ｑ以上の範囲において硝化槽３２の槽内のｐＨが膜分離槽３３の槽内のｐＨとほぼ同じとなる。つまり、第２汚泥返送経路４２２を通して行う膜分離槽３３から硝化槽３２へ供給する送液量を、脱窒素槽３１から硝化槽３２へ供給する送液量に対して１倍以上、好ましくは２倍以上とすることで、硝化槽３２と膜分離槽３３の槽内のｐＨがほぼ均一化される。
（実施例４）
　図４は本発明の実施例４を示すものである。図４において、図３に示した実施例３と同様の構成については同一番号を付してその説明を省略する。
　ここでは、先の実施例３における脱水工程２０の前工程をなす脱炭酸工程６０において静置工程６１の後工程としてメタン発酵排水を曝気する曝気工程６２を有している。曝気工程６２は、曝気槽からなり、曝気槽内に配置した散気管および散気管に空気を送るブロワを備えている。
　この構成において、静置工程６１における作用は実施例３と同様であり、その説明を省略する。曝気工程６２では、先の実施例２と同様に、静置工程６１から曝気槽に流入するメタン発酵排水を曝気する。曝気した空気がキャリアガスとして作用して、キャリアガス中に二酸化炭素が放出される。膜分離槽内の炭酸ガスの減少にともなって脱炭酸が進行し、曝気槽の槽内のｐＨが上昇する。
　このため、曝気槽においてメタン発酵排水中のカルシウムやマグネシウムが不溶性の炭酸カルシウム等の炭酸塩として析出する。
　脱水工程２０では、静置工程６１および曝気工程６２で不溶化したカルシムやマグネシウムの化合物が、もともとメタン発酵排水中に含まれていた無機固形物および有機性固形物とともに、脱水ケーキとしてメタン発酵排水中から除去される。その結果、脱水工程２０から生物処理工程３０に送られるメタン発酵排水の脱水分離液中のカルシウムやマグネシウムのイオン濃度が低下する。結果として膜分離槽３３において膜がカルシムやマグネシウムの化合物で閉塞することを、実施例３よりもさらに抑制できる。
（実施例５）
　図５は本発明の実施例５を示すものである。図５において、図４に示した実施例４と同様の構成については同一番号を付してその説明を省略する。
　ここでは、脱炭酸工程６０において静置工程６１の前工程としてメタン発酵排水を曝気処理する曝気工程６２を有している。
　この構成においても、実施例４と同様にして、静置工程６１および曝気工程６２において、メタン発酵排水中のカルシムやマグネシウムを不溶性の化合物として析出させる。
　脱水工程２０では、静置工程６１および曝気工程６２で不溶化したカルシムやマグネシウムの化合物が、もともとメタン発酵排水中に含まれていた無機固形物および有機性固形物とともに、脱水ケーキとしてメタン発酵排水中から除去される。その結果、脱水工程２０から生物処理工程３０に送られるメタン発酵排水の脱水分離液中のカルシウムやマグネシウムのイオン濃度が低下する。結果として膜分離槽３３において膜がカルシムやマグネシウムの化合物で閉塞することを、実施例３、４よりもさらに抑制できる。
（実施例６）
　上述した実施例では、静置工程６１と曝気工程６２を別途のものとして説明したが、図１１Ａ、図１１Ｂに示すように、静置工程６１の中に曝気工程６２を組み合わせることも可能である。
　図１１Ａ、図１１Ｂでは貯溜池７１を仕切壁７２で上流域７３と下流域７４に仕切り、仕切壁７２の一部に越流堰７５を形成する。
　メタン発酵排水１０は貯溜池７１の上流域７３と下流域７４とで一定日数滞留し、静置による炭酸ガスの脱気が進行し、メタン発酵排水１０の液中に溶存するカルシムやマグネシウムの不溶化が進む。
　また、メタン発酵排水１０は、越流堰７５を通って上流域７３から下流域７４に流れる。このとき、越流堰７５の上端部においてメタン発酵排水１０が水深の浅い層状に流れるので、大気と接する面積が増加し、炭酸ガスの脱気が促進される。
　このため、貯溜池７１では静置の効果に加えて曝気の効果によってメタン発酵排水１０の液中に溶存するカルシムやマグネシウムの不溶化が進む。

Claims (10)

  1. 　アルカリ金属とアルカリ土類金属を含有するメタン発酵排水を開放空間下に静置してメタン発酵排水中に溶解する炭酸ガスを脱気する脱炭酸工程と、炭酸ガスを脱気したメタン発酵排水を脱水して脱水分離液を分離する脱水工程と、脱水分離液を活性汚泥で生物処理する生物処理工程とを備え、
    　生物処理工程は、硝化槽内で槽内液を硝化処理する硝化工程と、膜分離槽内で槽内液を膜分離処理して膜透過液を処理水として排出する膜分離工程を順次に行い、膜分離槽内の槽内液を硝化槽へ送液することを特徴とするメタン発酵排水の処理方法。
  2. 　脱炭酸工程では、１日当たりの流入水量の５～２０日分の容量を有し、かつ２～４ｍの水深を有する上部が開放された容器にてメタン発酵排水を静置することを特徴とする請求項１に記載のメタン発酵排水の処理方法。
  3. 　生物処理工程では、硝化工程の前段に脱窒素槽内で槽内液を脱窒処理する脱窒工程を備え、脱窒素工程と硝化工程と膜分離工程を順次に行い、膜分離槽内の槽内液を脱窒素槽および硝化槽へ送液することを特徴とする請求項１または２に記載のメタン発酵排水の処理方法。
  4. 　脱炭酸工程では、メタン発酵排水を開放空間下に静置する工程の前工程または後工程として、メタン発酵排水を曝気処理することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のメタン発酵排水の処理方法。
  5. 　メタン発酵排水は、パーム油製造工程排水をメタン発酵させるメタン発酵工程において排出される排水であることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載のメタン発酵排水の処理方法。
  6. 　アルカリ金属とアルカリ土類金属を含有するメタン発酵排水を脱水して脱水分離液を分離する脱水装置と、脱水分離液を活性汚泥で生物処理する生物処理装置と、脱水装置の前段に配置され、メタン発酵排水を静置してメタン発酵排水中に溶解する炭酸ガスを脱気する上部が開放された容器を備え、
    　生物処理装置が、槽内液を硝化処理する硝化槽と、槽内液を膜分離処理して膜透過液を処理水として排出する膜分離槽と、膜分離槽内の槽内液を硝化槽へ送液する汚泥返送路を有することを特徴とするメタン発酵排水の処理設備。
  7. 　容器が、１日当たり流入水量の５～２０日分の容量を有し、かつ２～４ｍの水深を有することを特徴とする請求項６に記載のメタン発酵排水の処理設備。
  8. 　生物処理装置が、槽内液を脱窒処理する脱窒素槽と、膜分離槽内の槽内液を脱窒素槽へ送液する別途の汚泥返送路を有することを特徴とする請求項６または７に記載のメタン発酵排水の処理設備。
  9. 　容器の前段または後段に、メタン発酵排水を曝気する曝気槽を有することを特徴とする請求項６から８の何れか１項に記載のメタン発酵排水の処理設備。
  10. 　メタン発酵排水は、パーム油製造工程排水をメタン発酵させるメタン発酵設備の排水であることを特徴とする請求項６から９の何れか１項に記載のメタン発酵排水の処理設備。
     
     
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