JPH0667511B2 - 嫌気性水処理方法 - Google Patents

嫌気性水処理方法

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JPH0667511B2
JPH0667511B2 JP63033852A JP3385288A JPH0667511B2 JP H0667511 B2 JPH0667511 B2 JP H0667511B2 JP 63033852 A JP63033852 A JP 63033852A JP 3385288 A JP3385288 A JP 3385288A JP H0667511 B2 JPH0667511 B2 JP H0667511B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は下水や産業廃水などの有機性廃水を嫌気性流動
床型処理装置によって処理する方法に関する。
(従来の技術) 嫌気性細菌であるメタン発酵細菌を利用した嫌気性処理
方法は、嫌気性処理方法と比較してi)余剰汚泥発生量
が少ない、ii)曝気のための動力が不要である、などの
利点がある。しかし嫌気性処理方法は有機物の分解速度
が小さいため処理時間が長くかかるという欠点があっ
た。このような欠点を解消するためには細菌の高濃度化
を図り処理時間を短縮する必要があった。このため砂、
プラスチック類、セラミックスなどの担体にメタン発酵
細菌を付着させ、これを反応槽内で流動状態に保ちなが
ら処理を行う流動床型水処理方法が提案されている。こ
のような方法ではメタン発酵細菌が高濃度に保持できる
ため、処理時間の短縮が可能である。第3図に従来の流
動床型水処理方法の概略のフロー図を示す。第3図にお
いて、下水および産業廃水などの有機性廃水はは流入管
1を介してポンプ2によって反応槽3に流入される。ま
た処理水は反応槽3の上部に設けられている処理水排出
管5を介して排出される。反応槽3内の担体を流動させ
る上昇流を与えるために処理水の一部は循環管6を介し
てポンプ7によって反応槽3の下部へ循環される。
反応槽3ではメタン発酵細菌を付着した担体が担体流動
層4を形成している。廃水がこの担体流動層4を流動す
る間に有機性物質はメタン発酵細菌によって嫌気的に処
理され、炭酸ガスとメタンを主成分とする発酵ガスを生
成する。発酵ガスはガス排出管8を介して排出される。
(発明が解決しようとする課題) 上述した従来の流動床型水処理方法において、良好な処
理を行うためには担体流動層を形成する担体に十分な量
のメタン発酵細菌を付着させる必要がある。このための
期間として4,5ケ月以上の長期間を要するため、水処理
装置の立上げの際には、この期間は計画よりもかなり低
い負荷で運転しなければならないという問題点があっ
た。
さらに、従来の流動床型水処理方法では、廃水中の固形
物の除去が比較的悪く、通常50%程度であった。このた
め固形物濃度が高い廃水の場合には処理水の固形物濃度
が高いという問題点があった。
このため、立上げ期間がより短く、廃水中の固形物除去
にすぐれている流動床型水処理方法の開発が期待されて
いた。
〔発明の構成〕
(課題を解決するための手段) 本発明は、有機性廃水を反応槽へ供給し、嫌気性条件下
で処理する嫌気性水処理方法に関するもので、粒径0.1
〜0.3mm、比重1〜3程度の担体を充填した反応槽の初
期立ち上げ時に、種菌体として、1000〜10000vss-mg/
(ここで、vssはVolatile Suspended Solidsの略で、
菌体を表す単位の一種である。)の濃度に調整したメタ
ン発酵細菌を反応槽に投入し、これを線流速1〜20m/
時の速度で循環させ、メタン発酵細菌の固定化担体への
付着および造粒物の形成を行うことにより、反応槽下部
にはメタン発酵細菌を付着した担体流動層を形成せし
め、該担体流動層の上部には固定化担体を核にしたメタ
ン発酵細菌の造粒物流動層を形成せしめて処理を行うこ
とを特徴とする。
(作 用) 本発明は、担体を充てんした反応槽内に上向流でメタン
発酵細菌を循環することによって、メタン発酵細菌が担
体を核にして短期間で1〜10mmの大きさに造粒すること
を発見して完成したものである。ここでメタン発酵細菌
が短期間で造粒するためには、1,000〜10,000mg/の
メタン発酵細菌を上向流で反応槽内を循環し、この上向
流によって担体を流動させ、特にその担体流動層の上方
境界面付近では比較的激しい担体の流動を生じさせるこ
とが重要である。このため上向流の速度を適正に調節す
ることが重要になる。適正な流速は用いる担体の比重、
大きさおよび形状などによって異なるが、1〜20m/時
の範囲が望ましい。
従来、流動床型水処理方法において、メタン発酵細菌の
造粒物が担体流動層の上方に形成されることが知られて
いる。この場合は担体表面上に付着しているメタン発酵
細菌の生物膜が廃水中の固形物を付着しながら成長して
比較的長間を要して自然に造粒化される。これに対して
本発明では、メタン発酵細菌の造粒物を積極的に形成さ
せることが特徴で、しかも担体を核にして数〜数十時間
で形成されるものである。また、従来知られている造粒
物は1〜2mm程度の大きさであるのに対し、本発明によ
る造粒物は1〜10mm程度である。以上述べたように本発
明による造粒物は従来知られている造粒物とは異なるも
のである。
本発明では、反応槽の初期立上げ時にメタン発酵細菌の
造粒物を形成させ、担体にメタン発酵細菌が十分に付着
するまでの期間は、主に造粒したメタン発酵細菌によっ
て廃水の処理を行う。このようにすることによって、初
期の立上げ時において、従来法により高負荷での処理が
可能となる。
さらに、担体に付着したメタン発酵細菌より造粒物の方
が廃水中の固形物を捕捉しやすいので、立上げ初期から
固形物除去の良好な処理が可能となる。さらに実施例の
項で後述するように、本発明によれば定常運転転時にお
いても廃水中の固形物除去は非常に良好になる。これ
は、本発明では処理法に比較して大きな造粒物を形成さ
せるので、従来法では捕捉しにくかった比較的大きな固
形物も除去できるためと考えられる。
(実施例) 以下、本発明の実施例を示し、本発明をより詳しく説明
する。
(実施例1) 内径5cm、高さ100cmの円筒状の反応槽に、粒径0.2〜0.3
mmの多孔質セラミックスを担体として、容積比で約25%
充填した。
ここで、従来から消化槽用いられる担体としては、粒径
0.1〜1mm程度、比重1〜3程度のものが用いられてお
り、本発明で用いる担体もこれに準じたものを用いれば
よい。ただし、本発明では粒径は上述したように0.2〜
0.3mm程度のものが最も好ましく、通常の範囲としては
0.1〜0.3mm程度のものが用いられる。また、前記多孔質
セラミックスの比重は通常2程度である。もちろん、多
孔質セラミックスに限らず、一般に用いられている硅砂
等を用いてもよい。この反応槽内に種菌体として下水処
理場の消化汚泥(メタン発酵細菌)を約5500vss-mg/
の濃度に調整して、反応槽を約13m/時の上向流速で循
環した。前記種菌体として、もちろん純粋な菌体を用い
てもよいが、この実施例では前述のように下水処理場の
消化汚泥を用いた。反応槽内の水温は約36℃になるよう
にコントロールした。消化汚泥の循環を開始してから約
15時間後には直径2〜3mmのメタン発酵細菌の造粒物が
形成されたことが確認できた。ここで、担体は前述のよ
うに反応槽内に容積比で約25%充填したが、このうちの
数%が造粒物となり、担体上に堆積される。造粒物の量
は種菌体である消化汚泥の濃度によって異なるが、上述
した5500vss-mg/程度であれば、担体と合わせて、反
応槽の容積比で90%程度の量となる。すなわち、数%の
担体を核として、反応槽の容積比で約70%近くの造粒物
が得られる。もちろん、消化汚泥の濃度が低い場合は造
粒物も少なく、例えば、2000〜3000vss-mg/程度の比
較的薄い濃度の場合は、造粒物の量は担体と合わせて、
反応槽の容積比で50%程度と少なくなる。ペプトン、グ
ルコース、無機塩類から成る廃水をTOC濃度100mg/に
なるように調整して反応槽へ連続的に流入させた。85%
以上のTOC除去率を保ちながら徐々に廃水の流入量を増
大し、負荷を高めた。この時の負荷の上昇過程を第1図
に示した。約2ケ月間でTOC負荷6kg/m3・日まで高める
ことができた。
(比較例) 実施例1と同様な装置および方法で試験を行った。ただ
し、反応槽内で消化汚泥(実施1と同じく、約5500vss-
mg/の濃度とする)を循環する際には、上向流速5m/
時で行った。この場合には担体の流動はあまり生じず、
メタン発酵細菌の造粒物は形成されなかった。ただし、
上向流速1〜5m/時の範囲でも、消化汚泥の濃度を1000
0vss-mg/程度と高濃度にすれば、比較的少量ではあ
るが造粒物が得られた。また、消化汚泥の濃度が1000vs
s-mg/程度と低濃度の場合であっても、上向流速を20
m/時に設定すれば、やはり造粒物を得ることができ
る。消化汚泥の循環を約1週間行った後、反応槽から消
化汚泥を溢流させて抜き出し、実施例1と同様な条件で
人工廃水を反応槽へ流入させた。この際には反応槽内の
上向流速が実施例1と同様に13m/時になるように、処
理水を反応槽下部へ循環した。実施例1と同様に、85%
以上のTOC除去率を保ちながら徐々に負荷を高めた。こ
の時の負荷の上昇過程を第1図に点線で示した。約3ケ
月間かかってもTOC負荷約3kg/m3・日までしか負荷をか
けることができなかった。
(実施例2) 実施例1の試験終了時の条件で続けて試験を行った。た
だし、実施例1ではペプトン、グルコース、無機塩類を
水道水で溶解して廃水としていたのに対し、実施例2で
は、下水処理場の最初沈殿池出口水を用いて溶解させ、
廃水中の固形物除去についての状態を行った。最初沈殿
池出口水は毎週下水処理場から運搬した。試験結果を第
2図に示した。処理水の固形物濃度は常に10mg/以下
であった。本発明は固形物除去についても非常に効果の
あることが明らかになった。
〔発明の効果〕
本発明によれば、反応槽の初期立上げの期間を短縮する
ことができ、運転開始後、短期間で設計通りの負荷にす
ることができる。さらに、廃水中の固形物除去能は非常
に高く、良好な処理水を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は本発明の効果を説明するための図
で、第3図は従来法の概略フロー図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】有機性廃水を反応槽へ供給し、嫌気性条件
    下で処理する嫌気性水処理方法において、 粒径0.1〜0.3mm、比重1〜3程度の担体を充填した反応
    槽の初期立ち上げ時に、種菌体として、1000〜10000vss
    -mg/濃度に調整したメタン発酵細菌を反応槽に投入
    し、これを線流速1〜20m/時の速度で循環させ、メタ
    ン発酵細菌の固定化担体への付着および造粒物の形成を
    行うことにより、反応槽下部にはメタン発酵細菌を付着
    した担体流動層を形成せしめ、該担体流動層の上部には
    固定化担体を核にしたメタン発酵細菌の造粒物流動層を
    形成せしめて処理を行うことを特徴とする嫌気性水処理
    方法。
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