JPH02207899A - 分離装置を組み込んだ嫌気性二相式廃水処理システム - Google Patents

分離装置を組み込んだ嫌気性二相式廃水処理システム

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JPH02207899A
JPH02207899A JP1026731A JP2673189A JPH02207899A JP H02207899 A JPH02207899 A JP H02207899A JP 1026731 A JP1026731 A JP 1026731A JP 2673189 A JP2673189 A JP 2673189A JP H02207899 A JPH02207899 A JP H02207899A
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JP
Japan
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methane
fermentation tank
treated
water
membrane
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Pending
Application number
JP1026731A
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English (en)
Inventor
Chota Yanagi
柳 長太
Masao Sato
正夫 佐藤
Yoshimasa Takahara
高原 義昌
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AKUA RUNESANSU GIJUTSU KENKYU KUMIAI
Original Assignee
AKUA RUNESANSU GIJUTSU KENKYU KUMIAI
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

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  • Treatment Of Sludge (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (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】 (産業上の利用分野) 本発明は、有機性廃水の嫌気処理システムに関するもの
であり、更に詳細には、食品製造工場廃水のような高濃
度の有機性廃水をも効率よく処理すると同時に、効率よ
くメタンを製造することのできる廃水処理システムに関
するものである。
(従来の技術) 有機性廃水処理システムとしては、主として活性汚泥を
用いる好気性処理と嫌気的に処理するシステムに2大別
される。
この内、嫌気的廃水処理は1例えば第2図に示すシステ
ムによって行われる0M廃水21を先ず第1槽の酸発酵
槽(例えば固定床酸発酵槽)23に送り、ここで生成し
た処理水(酸発酸処理水)25を。
中間槽24を介して第2槽のメタン発酵槽(例えば生物
床メタン発酵槽)26に送って処理するものである。メ
タン発酵槽26で処、理された処理水28は、中間槽2
7を経て、必要あれば更に処理したうえで、河川等に放
流される。なお22は循環水である。
この嫌気的廃水処理システムにおいては、第2図に示し
たように、酸発酵槽23、中間槽24及びメタン発酵槽
26からガス29が発生し、特にメタンが大量に発生す
ることから、このシステムはメタン発酵としても工業的
に利用されている。
メタン発酵による有機物からガスへの分解は次のように
2段階に行なわれる。
まず、複雑な有機物は第1段階の酸生成過程(液化過程
)で酸生成菌群の作用により単糖類、アミノ酸などの分
子量の小さい物質をへて酢酸、プロピオン酸、酪酸、バ
レリアン酸などの低級脂肪酸に変換し、次に第2段階の
ガス生成過程で基質特異性の強いメタン細菌群によって
、 CH4,CO□などに分解される。(高原義昌編「
産業をひらく微生物−バイオテクノロジーの主役−」白
亜書房(昭58−12−25) p、177−182)
酵発酵槽のりアクタ−形式としては、浮遊式や固定床式
が用いられるが、処理水中に懸濁物質(SS)が多量に
含まれるため、I&終的なメタン発酵処理水の水質が向
上しない、すなわち、ガス化工程では有機酸など可溶化
した物質の処理が中心になるので、SSなどは分解され
にくい。
メタン発酵槽のリアクター形式としては、生物床(up
flov anaarobic sludge bla
nket、 UASB)が知られている(Water 
Re5aarch、 20(1)pp、97−103(
1986))。
この方式は、メタン生成菌群が粒状になっているため1
本来、汚泥の流出は生じ難いシステムになっているもの
の、運転条件の変化などによって。
粒子が肥大化したりあるいは逆に小さく破壊されたりし
て流出するものもある。このため、処理水質が不安定に
なるという欠点があった。
(発明が解決しようとする問題点) 上記したように、従来の嫌気的廃水処理システムには1
次のような欠点があった。
1、原廃水中にでんぷんやたんばくなどのSS成分が含
まれる場合、酸発酵処理水中に、流入したSS成分の一
部が混入するなどして、SS濃度が高くなり、それを処
理したメタン発酵処理水質も向上しない。
2、酸発酵処理水中のSS成分はたんばくなど分解の遅
い物質が多く含まれているため、ガス化工程では分解し
にくい。
3、 メタン発酵槽内の粒状化生物は本来沈降性が良く
、流出しにくいが、環境条件の変化や時間の経過により
、沈降性が悪化するものが出てくる。このため、一部粒
子の流出がおごり、処理水質が向上しない。
4、未分解物の流出やSSの流出により、処理水質やガ
ス化率が高くならない。
(問題点を解決するための手段) 本発明は、上記した欠点を一挙に解決するためになされ
たものであって、酸生成過程とガス生成過程とを分離し
た2相式の廃水処理システムにおいで、酸発酵槽の下流
で懸濁物質(suspendedsolids、 SS
)を分離し、濃縮されたSSは酸発酵槽に返送する一方
、SS成分が分離除去された酸発酵処理水は、これを次
のメタン発酵槽に送って処理したところ、上記の欠点を
伴うことなくきわめて効率的に廃水処理が可能となるこ
とを発見し、本発明の完成に到ったものである。
このシステムによれば、澱粉製造工場等から排出される
高濃度の有機性廃水をも効率的に処理することができる
のであって、工業的に廃水処理システムとして非常にす
ぐれたものである。
本発明は、メタン発酵槽の上流にSS分離装置を設ける
点を重要な骨子とするものであるが、本発明に係る装置
を実施例2を参照し作用を交えながら以下に詳述する。
原廃水1は、酸発酵槽3に送液する。酸発酵槽としては
、固定床式酸発酵槽その他既知のタイプのりアクタ−が
適宜使用できるが、固定床方式がSSの分解効率、生物
の高濃度化の点から特に有利である。酸発酵槽3で処理
された処理水は1次に中間槽4を経てSS分離装置5に
送られ、ここでSSと液体とを分離する。
分離装置としては、固液を分離する装置であれば遠心分
離機、沈澱装置、濾過装置、膜分離装置等すべてのタイ
プのものが広く使用されるが、本実施例では膜を用いた
。膜としては、SS成分分離能を有する既知の膜が適宜
使用され、例えば0.05〜0.45μ鳳(好ましくは
0.1〜0.3μm)の分画特性を有する膜が使用され
る。
膜5で処理され、SS成分を含有しない酸発酵処理水は
、膜透過水6となって、メタン発酵槽7に送液される。
他方、膜5で分離されSS成分に富んだ両分、つまり濃
縮SSは、循環水(膜濃縮水)2として酸発酵槽3に返
送してやる。
一方、酸発酵処理水6は、酸生成過程において高分子物
質から低分子物質更には低級脂肪酸等にまで分解処理さ
れているのであるが、この酸発酵処理水6は、メタン発
酵槽7に送られて、更に、メタン、炭酸ガス等にまで分
解されるのである。
メタン発酵槽も、既知のすべてのタイプのものが広く使
用できるが、生物床式のりアクタ−等が有利であり、 
UASBリアクターは特に有利である。
メタン発酵槽7で処理された処理済の液体は。
槽7から取り出し、中間槽8を経て排出せしめてもよい
が、中間槽8の下流にスクリーン9を設けておき、ここ
でSS成分を更に除去するようにしておけば、効果を高
めることができる。スクリーンの目開きは0.1〜0.
5鳳朧の範囲内とするのが良い。
このようにして生成した処理水lOは、必要あれば、更
に常法にしたがって処理した後、河川に放流する。なお
、11は、酸発酵槽3.中間槽4.メタン発酵槽7から
発生するガスであるが、各種から個別に発生ガスを採取
することも可能であり、その場合、メタン発酵槽7から
採取するガスには大量のメタンが含まれているので、こ
れを各種の用途に広く利用することができる。
次に、この装置を利用して、濃厚廃水を処理した例を実
施例として以下に述べる。
実施例 でんぷん14g/L :I−ンスティーブリ力lOg/
l。
ペプトン 2g/Ωの濃度になるよう水道水で調整した
合成廃水(CODcr濃度20,100H#l) lを
空塔容積20Ωの固定床式酸発酵槽3に水理学的滞留時
間(IIR丁)13時間で供給し、処理水を0.1μ諷
の目開きの膜5でSSを分離し、透過水6を生物床式メ
タン発酵槽7にHRτ8時間で供給した0両発酵槽の温
度は37℃に維持した。メタン発酵処理水は0.3■■
の目開きのワイヤースクリーン9でSS成分を除去した
なお対照としては、膜及びスクリーンを除いたほかは本
発明と同じ装置を用いて上記と同様に処理した。そして
、有機物除去率については第3図。
そしてガス発生率については第4図に示した結果が得ら
れた。また、この処理の結果得られる処理水質は1次に
示す第1表のとおりであった。(なお、いずれにおいて
も、本発明に係るシステムについては「膜付」、対照シ
ステムについては「膜なし」としてそれぞれ表示した。
) (発明の効果) 本発明は、懸濁物質(SS)分離装置を介在させるとい
う全く新規な構成を採用したことにより、きわめて効率
よく有機性廃水を処理することに成功したものである。
本発明は、特に高濃度の有機性廃水をも有利に処理する
ことができ、しかも工業化、大規模処理に特に適してい
る。
本発明によって奏される効果を更に詳記すれば次のとお
りである。
(1)酸発酵処通水にSSが含まれないので処理水質が
大幅に改善される。
(2)酸発酵槽内にSSを留めておけるので、たんばく
などSSの分解が進行し、有機物の分解率が高くなり、
ガス化率が高くなる。
(3)酸発酵水のSS成分分離用の膜の分画を0.2μ
m以下にすることによって、膜の目づまりを軽減するこ
とができる。すなわち、このSS成分の粒子径は0.7
μ−〜4μ園の範囲にあるため、 0.45μ−までの
孔径の場合1粒子が膜に入り込まないので致命的な目づ
まりにならない。
(4)生物床から流出するssは0.2〜3.0購鳳で
あるので、スクリーンの目開きが0.1−0.5−履で
あれば80%以上のSSが除去できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る処理装置の1実施例を図示したも
のであり、第2図は従来の処理装置を図示したものであ
る。 第3図は綜合C0Dcr負荷とC0Dcr除去率を示し
たグラフであり、・第4図は総合有機物負荷量とガス化
率との関係を示したグラフである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 酸発酵槽及び生物床メタン発酵槽からなる有機性廃水の
    処理装置において、前記酸発酵槽と前記生物床メタン発
    酵槽を結ぶ廃水通路にSS成分分離膜を設け、膜濃縮水
    を前記酸発酵槽に返送するとともに膜透過水を前記生物
    床メタン発酵槽に送給するように構成したことを特徴と
    する有機性廃水の処理装置。
JP1026731A 1989-02-07 1989-02-07 分離装置を組み込んだ嫌気性二相式廃水処理システム Pending JPH02207899A (ja)

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