JP2003094096A - 有機性廃棄物の処理方法、処理装置、汚泥 - Google Patents
有機性廃棄物の処理方法、処理装置、汚泥Info
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- Treating Waste Gases (AREA)
- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 非常に簡単なプロセス構成によって、生物学
的手段を用い有機性廃棄物を処理する方法と、有機性廃
棄物の処理装置と、有機性廃棄物処理に使用する汚泥と
を提供することを目的とする。 【解決手段】 処理装置５の内部に置かれた、メタン発
酵反応と、硝化脱窒反応とを同時に進行させることがで
きるメタン発酵・脱窒素汚泥３によって、排水６中に含
まれる有機性廃棄物を処理する。
的手段を用い有機性廃棄物を処理する方法と、有機性廃
棄物の処理装置と、有機性廃棄物処理に使用する汚泥と
を提供することを目的とする。 【解決手段】 処理装置５の内部に置かれた、メタン発
酵反応と、硝化脱窒反応とを同時に進行させることがで
きるメタン発酵・脱窒素汚泥３によって、排水６中に含
まれる有機性廃棄物を処理する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、有機性廃棄物の処
理方法、有機性廃棄物の処理装置及び汚泥に関する。
理方法、有機性廃棄物の処理装置及び汚泥に関する。
【０００２】
【従来の技術】有機性窒素を含む排水や下水余剰活性汚
泥等の有機性廃棄物の処理方法として、メタン発酵菌に
よるメタン発酵反応と、硝化脱窒素菌による硝化脱窒素
反応とを組み合わせたものが知られている。
泥等の有機性廃棄物の処理方法として、メタン発酵菌に
よるメタン発酵反応と、硝化脱窒素菌による硝化脱窒素
反応とを組み合わせたものが知られている。
【０００３】すなわち、メタン発酵反応を用いること
で、汚泥の減容化や有機性廃棄物中に含まれるメタンガ
スのエネルギー回収を行う。そして、かかる有機性廃棄
物をメタン発酵させると高濃度のアンモニア性窒素が生
成されることから、その流出液を脱窒素した後放流する
ために、硝化脱窒素菌による生物学的処理が利用されて
いる。
で、汚泥の減容化や有機性廃棄物中に含まれるメタンガ
スのエネルギー回収を行う。そして、かかる有機性廃棄
物をメタン発酵させると高濃度のアンモニア性窒素が生
成されることから、その流出液を脱窒素した後放流する
ために、硝化脱窒素菌による生物学的処理が利用されて
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしこれらの反応を
利用した従来の有機性廃棄物処理方法には、種々の問題
点があった。
利用した従来の有機性廃棄物処理方法には、種々の問題
点があった。
【０００５】つまり、メタン発酵菌によるメタン発酵反
応が進行することによって反応装置内のアンモニア濃度
が上昇するが、これにより、メタン発酵菌は活性を失う
こととなりメタン発酵反応が阻害されることが知られて
いる。例えば、Ｋｏｓｔｅｒの報告によれば、NH4+−N
濃度２３１５ｍｇ／Ｌにおけるメタン発酵菌の最大比活
性は、１０００ｍｇ／Ｌにおけるそれの３１％とされて
いる（「産業排水処理のための嫌気的バイオテクノロジ
ー」、技報堂出版、p.295）。
応が進行することによって反応装置内のアンモニア濃度
が上昇するが、これにより、メタン発酵菌は活性を失う
こととなりメタン発酵反応が阻害されることが知られて
いる。例えば、Ｋｏｓｔｅｒの報告によれば、NH4+−N
濃度２３１５ｍｇ／Ｌにおけるメタン発酵菌の最大比活
性は、１０００ｍｇ／Ｌにおけるそれの３１％とされて
いる（「産業排水処理のための嫌気的バイオテクノロジ
ー」、技報堂出版、p.295）。
【０００６】また、生物学的処理による硝化脱窒素反応
は一般に、アンモニア性窒素の一部または全部を好気的
硝化槽において硝酸性窒素または亜硝酸性窒素に変換
し、その後嫌気的脱窒槽で脱窒素することから、好気的
雰囲気の処理槽と、嫌気的雰囲気の処理槽との、二つの
処理槽が必要であった。このために、生物学的処理を行
うにあたり多額の費用、手間がかかることが指摘されて
いる。
は一般に、アンモニア性窒素の一部または全部を好気的
硝化槽において硝酸性窒素または亜硝酸性窒素に変換
し、その後嫌気的脱窒槽で脱窒素することから、好気的
雰囲気の処理槽と、嫌気的雰囲気の処理槽との、二つの
処理槽が必要であった。このために、生物学的処理を行
うにあたり多額の費用、手間がかかることが指摘されて
いる。
【０００７】硝化脱窒素反応については近年、嫌気的条
件下において、次の反応式によってアンモニア性窒素を
酸化し、脱窒素する菌が報告されており（特開平８−１
９２１８５号公報）、この菌を利用することによって、
単一槽において硝化脱窒素処理を行うことも可能ではあ
る。
件下において、次の反応式によってアンモニア性窒素を
酸化し、脱窒素する菌が報告されており（特開平８−１
９２１８５号公報）、この菌を利用することによって、
単一槽において硝化脱窒素処理を行うことも可能ではあ
る。
【０００８】ＮＨ４++ＮＯ2 -→Ｎ2＋２Ｈ2Ｏ （ΔＧ＝
−３５８ｋｃａｌ／ｍｏｌ）
−３５８ｋｃａｌ／ｍｏｌ）
【０００９】しかし、この場合においても前記メタン発
酵反応は、依然として好気的及び嫌気的条件で行われて
いることから、硝化脱窒素反応を前記単一槽において行
うこととしても、有機性廃棄物を処理するためには、メ
タン発酵反応と、硝化脱窒素反応とをそれぞれ行うため
に少なくとも二つの処理槽が必要になる。
酵反応は、依然として好気的及び嫌気的条件で行われて
いることから、硝化脱窒素反応を前記単一槽において行
うこととしても、有機性廃棄物を処理するためには、メ
タン発酵反応と、硝化脱窒素反応とをそれぞれ行うため
に少なくとも二つの処理槽が必要になる。
【００１０】また、嫌気的槽内においてメタン発酵菌と
脱窒菌とを共生させることにより、メタン発酵反応によ
る有機物処理と、脱窒素反応による脱窒素処理とを単一
槽内において進める技術も報告されているが（特開平９
−１９６９７号公報）、この場合においても尚、硝化反
応を進める硝化槽を別途設けることから、有機性廃棄物
を処理するためには少なくとも二つの処理槽が必要にな
る。
脱窒菌とを共生させることにより、メタン発酵反応によ
る有機物処理と、脱窒素反応による脱窒素処理とを単一
槽内において進める技術も報告されているが（特開平９
−１９６９７号公報）、この場合においても尚、硝化反
応を進める硝化槽を別途設けることから、有機性廃棄物
を処理するためには少なくとも二つの処理槽が必要にな
る。
【００１１】したがって、有機性窒素を含む排水や下水
余剰活性汚泥等の有機性廃棄物を処理するためには、依
然として少なくとも二つの槽が必要とされている。この
ためプロセス構成は複雑となり、また、これらの処理槽
設置のために広い用地を確保しなければならない。
余剰活性汚泥等の有機性廃棄物を処理するためには、依
然として少なくとも二つの槽が必要とされている。この
ためプロセス構成は複雑となり、また、これらの処理槽
設置のために広い用地を確保しなければならない。
【００１２】これに対して発明者らは、生物学的処理を
用いた有機性廃棄物の処理方法について鋭意検討した結
果、メタン発酵菌の活性を失うことなく、単一槽におい
てメタン発酵反応と硝化脱窒反応とを進行させることが
可能であることを見出した。
用いた有機性廃棄物の処理方法について鋭意検討した結
果、メタン発酵菌の活性を失うことなく、単一槽におい
てメタン発酵反応と硝化脱窒反応とを進行させることが
可能であることを見出した。
【００１３】以上の通り本発明は、メタン発酵反応が阻
害され、また、少なくとも二つの処理槽が必要とされる
こととなる上記従来技術の問題点を解決し、非常に簡単
なプロセス構成によって、生物学的手段を用い有機性廃
棄物を処理する方法と、有機性廃棄物の処理装置と、有
機性廃棄物処理に使用する汚泥とを提供することを目的
とする。
害され、また、少なくとも二つの処理槽が必要とされる
こととなる上記従来技術の問題点を解決し、非常に簡単
なプロセス構成によって、生物学的手段を用い有機性廃
棄物を処理する方法と、有機性廃棄物の処理装置と、有
機性廃棄物処理に使用する汚泥とを提供することを目的
とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は、処理装置へと
有機性廃棄物を供給する供給工程と、処理装置内で、嫌
気条件下、アンモニア性窒素及び亜硝酸性窒素の双方を
窒素ガスへ脱窒素する微生物と、メタン発酵菌とを共存
させた状態で、前記微生物による脱窒素反応と、前記メ
タン発酵菌によるメタン発酵反応とを同時に進行させる
同時反応工程とを有することを特徴とする。これによ
り、メタン発酵反応が進行することによって発生するア
ンモニア性窒素は、硝化脱窒反応によって分解されるた
め、処理装置内のアンモニア濃度の上昇を抑制すること
ができる。また、前記微生物による脱窒素反応と、前記
メタン発酵菌によるメタン発酵反応とを同時に進行させ
るため、メタン発酵反応と硝化脱窒反応とを単一槽にお
いて進行させることが可能となる。
有機性廃棄物を供給する供給工程と、処理装置内で、嫌
気条件下、アンモニア性窒素及び亜硝酸性窒素の双方を
窒素ガスへ脱窒素する微生物と、メタン発酵菌とを共存
させた状態で、前記微生物による脱窒素反応と、前記メ
タン発酵菌によるメタン発酵反応とを同時に進行させる
同時反応工程とを有することを特徴とする。これによ
り、メタン発酵反応が進行することによって発生するア
ンモニア性窒素は、硝化脱窒反応によって分解されるた
め、処理装置内のアンモニア濃度の上昇を抑制すること
ができる。また、前記微生物による脱窒素反応と、前記
メタン発酵菌によるメタン発酵反応とを同時に進行させ
るため、メタン発酵反応と硝化脱窒反応とを単一槽にお
いて進行させることが可能となる。
【００１５】本発明は、前記有機性廃棄物中に含まれる
亜硝酸性窒素を消費する菌を殺菌した後、前記同時反応
工程を行うことを特徴とする。これにより、亜硝酸性窒
素を消費する従来型の脱窒菌が、アンモニア性窒素及び
亜硝酸性窒素の双方を窒素ガスへ脱窒素する前記微生物
に対して、優占化することを防ぐことができる。
亜硝酸性窒素を消費する菌を殺菌した後、前記同時反応
工程を行うことを特徴とする。これにより、亜硝酸性窒
素を消費する従来型の脱窒菌が、アンモニア性窒素及び
亜硝酸性窒素の双方を窒素ガスへ脱窒素する前記微生物
に対して、優占化することを防ぐことができる。
【００１６】本発明は、前記微生物は、メタン発酵汚泥
と排水処理活性汚泥とを保持するリアクターに、アンモ
ニア性窒素及び亜硝酸性窒素を含有する水を供給し、嫌
気性条件、中性付近のpH、かつ常温で保持することによ
り集積し培養されることを特徴とする。これにより、前
記微生物を効率良く集積・培養することが可能となる。
と排水処理活性汚泥とを保持するリアクターに、アンモ
ニア性窒素及び亜硝酸性窒素を含有する水を供給し、嫌
気性条件、中性付近のpH、かつ常温で保持することによ
り集積し培養されることを特徴とする。これにより、前
記微生物を効率良く集積・培養することが可能となる。
【００１７】本発明は、前記微生物は、嫌気条件下でア
ンモニア性窒素及び亜硝酸性窒素の双方を窒素ガスへ脱
窒素する微生物と、メタン発酵菌とを共存させた状態に
おいて、アンモニア性窒素若しくは亜硝酸性窒素の量に
応じて添加されることを特徴とする。これにより、処理
装置内におけるアンモニア性窒素若しくは亜硝酸性窒素
の量が変化した場合においても、硝化脱窒反応を進行さ
せることができる。
ンモニア性窒素及び亜硝酸性窒素の双方を窒素ガスへ脱
窒素する微生物と、メタン発酵菌とを共存させた状態に
おいて、アンモニア性窒素若しくは亜硝酸性窒素の量に
応じて添加されることを特徴とする。これにより、処理
装置内におけるアンモニア性窒素若しくは亜硝酸性窒素
の量が変化した場合においても、硝化脱窒反応を進行さ
せることができる。
【００１８】本発明は、前記微生物は、前記処理装置か
ら流出する流出液中のアンモニア性窒素若しくは亜硝酸
性窒素の量に応じて添加されることを特徴とする。これ
により、処理装置内におけるアンモニア性窒素若しくは
亜硝酸性窒素の量が変化した場合においても、硝化脱窒
反応を進行させることができる。
ら流出する流出液中のアンモニア性窒素若しくは亜硝酸
性窒素の量に応じて添加されることを特徴とする。これ
により、処理装置内におけるアンモニア性窒素若しくは
亜硝酸性窒素の量が変化した場合においても、硝化脱窒
反応を進行させることができる。
【００１９】本発明は、前記同時反応工程は、亜硝酸、
硝酸、窒素酸化物のいずれか一つ以上を、有機性廃棄物
中のアンモニア性窒素濃度に応じて添加する第一添加工
程を有することを特徴とする。これにより、処理装置内
におけるアンモニア及び亜硝酸の濃度比を量論比に調整
することができる。
硝酸、窒素酸化物のいずれか一つ以上を、有機性廃棄物
中のアンモニア性窒素濃度に応じて添加する第一添加工
程を有することを特徴とする。これにより、処理装置内
におけるアンモニア及び亜硝酸の濃度比を量論比に調整
することができる。
【００２０】本発明は、前記供給工程は、亜硝酸、硝
酸、窒素酸化物のいずれか一つ以上を、有機性廃棄物中
のアンモニア性窒素濃度に応じて前記有機性廃棄物中へ
と添加する第二添加工程を有することを特徴とする。こ
れにより、処理装置内におけるアンモニア及び亜硝酸の
濃度比を量論比に調整することができる。
酸、窒素酸化物のいずれか一つ以上を、有機性廃棄物中
のアンモニア性窒素濃度に応じて前記有機性廃棄物中へ
と添加する第二添加工程を有することを特徴とする。こ
れにより、処理装置内におけるアンモニア及び亜硝酸の
濃度比を量論比に調整することができる。
【００２１】本発明は、前記窒素酸化物の一部又は全部
が燃焼炉の排ガスであることを特徴とする。これによ
り、前記排ガスは、脱硝工程等を経ることなく前記処理
装置に導かれることとなる。
が燃焼炉の排ガスであることを特徴とする。これによ
り、前記排ガスは、脱硝工程等を経ることなく前記処理
装置に導かれることとなる。
【００２２】本発明は、前記処理装置から流出する流出
液を固体と液体に分離し、分離された固体を前記処理装
置へと返送することを特徴とする。これにより、処理装
置から前記微生物を含有した固形分の流出を防ぐことが
可能となる。
液を固体と液体に分離し、分離された固体を前記処理装
置へと返送することを特徴とする。これにより、処理装
置から前記微生物を含有した固形分の流出を防ぐことが
可能となる。
【００２３】本発明は、嫌気条件下でアンモニア性窒素
及び亜硝酸性窒素の双方を窒素ガスへ脱窒素する微生物
を投入する手段と、メタン発酵菌を投入する手段とを備
えることを特徴とする。これにより、前記微生物と、メ
タン発酵菌とを容易に共存させることが可能となる。
及び亜硝酸性窒素の双方を窒素ガスへ脱窒素する微生物
を投入する手段と、メタン発酵菌を投入する手段とを備
えることを特徴とする。これにより、前記微生物と、メ
タン発酵菌とを容易に共存させることが可能となる。
【００２４】本発明は、メタン発酵汚泥と排水処理活性
汚泥とを保持するリアクターに、アンモニア性窒素及び
亜硝酸性窒素を含有する水を供給し、嫌気性条件、中性
付近のpH、かつ常温で保持することにより集積し培養さ
れる微生物と、メタン発酵汚泥とからなる汚泥である。
かかる汚泥を用いることにより、メタン発酵反応と、硝
化脱窒反応とを同時に行うことが可能となる。
汚泥とを保持するリアクターに、アンモニア性窒素及び
亜硝酸性窒素を含有する水を供給し、嫌気性条件、中性
付近のpH、かつ常温で保持することにより集積し培養さ
れる微生物と、メタン発酵汚泥とからなる汚泥である。
かかる汚泥を用いることにより、メタン発酵反応と、硝
化脱窒反応とを同時に行うことが可能となる。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施形態につ
いて、図１を参照しながら詳細に説明する。
いて、図１を参照しながら詳細に説明する。
【００２６】図１には、有機性廃棄物を処理するプラン
トの概略が示されており、該プラントは、リアクター４
と、該リアクター４に接続された処理装置５と、該処理
装置５に接続された固液分離装置１２とを主たる構成要
素とする。
トの概略が示されており、該プラントは、リアクター４
と、該リアクター４に接続された処理装置５と、該処理
装置５に接続された固液分離装置１２とを主たる構成要
素とする。
【００２７】リアクター４の内部には、微生物１を含ん
だ汚泥が収容されている。汚泥としては、活性汚泥やメ
タン発酵汚泥等が使用でき、本発明時はY市下水処理場
から採取したものを使用した。微生物１はこれらの中に
非常に低い比率で存在している。図面左方より排水７
が、リアクター４へと導かれる。リアクター４において
排水７に含まれる微生物１が集積される。集積された微
生物１は、後述する方法により培養される。そして、微
生物１は輸送管１０を経由して処理装置５へと投入され
る。また、リアクター４からは流出液８が排出される。
だ汚泥が収容されている。汚泥としては、活性汚泥やメ
タン発酵汚泥等が使用でき、本発明時はY市下水処理場
から採取したものを使用した。微生物１はこれらの中に
非常に低い比率で存在している。図面左方より排水７
が、リアクター４へと導かれる。リアクター４において
排水７に含まれる微生物１が集積される。集積された微
生物１は、後述する方法により培養される。そして、微
生物１は輸送管１０を経由して処理装置５へと投入され
る。また、リアクター４からは流出液８が排出される。
【００２８】処理装置５の内部には、メタン発酵反応
と、硝化脱窒反応とを同時に進行させることができるメ
タン発酵・脱窒素汚泥３が収容されている。かかるメタ
ン発酵・脱窒素汚泥３は、従来から使用されているメタ
ン発酵汚泥と、輸送管１０を経由して投入される微生物
１とを混合して調整される。また、メタン発酵反応によ
り発生したガス１１は、処理装置５から排出される。
と、硝化脱窒反応とを同時に進行させることができるメ
タン発酵・脱窒素汚泥３が収容されている。かかるメタ
ン発酵・脱窒素汚泥３は、従来から使用されているメタ
ン発酵汚泥と、輸送管１０を経由して投入される微生物
１とを混合して調整される。また、メタン発酵反応によ
り発生したガス１１は、処理装置５から排出される。
【００２９】本実施形態の処理対象である有機性廃棄物
を含有した排水６は、亜硝酸、硝酸若しくは窒素酸化物
１４を混合する工程と、燃焼炉の排ガス１５を混合する
工程と、輸送管１６によって排水６を排水７へと混合す
る工程とを経た後、図面左方から、処理装置５へと導入
される。
を含有した排水６は、亜硝酸、硝酸若しくは窒素酸化物
１４を混合する工程と、燃焼炉の排ガス１５を混合する
工程と、輸送管１６によって排水６を排水７へと混合す
る工程とを経た後、図面左方から、処理装置５へと導入
される。
【００３０】処理装置５から流出した流出液９は、固液
分離装置１２へと導かれる。固液分離装置１２で分離さ
れた固形分は、輸送管１３を経由して処理装置５に返送
される。また、処理装置５から固形分が流出することを
防ぐ目的で、処理装置５の内部に膜分離装置や固定化担
体装置が設置される場合もある。
分離装置１２へと導かれる。固液分離装置１２で分離さ
れた固形分は、輸送管１３を経由して処理装置５に返送
される。また、処理装置５から固形分が流出することを
防ぐ目的で、処理装置５の内部に膜分離装置や固定化担
体装置が設置される場合もある。
【００３１】以下に、本発明の実施の形態を、作用・効
果を中心として詳細に示す。
果を中心として詳細に示す。
【００３２】微生物１は活性汚泥やメタン発酵汚泥等の
中に非常に低い比率で存在している。このためこれらの
微生物源から、嫌気的条件下、アンモニア性窒素と、亜
硝酸性窒素及び／又は硝酸性窒素とを含む排水７を用い
て、リアクター４において集積培養を行う。
中に非常に低い比率で存在している。このためこれらの
微生物源から、嫌気的条件下、アンモニア性窒素と、亜
硝酸性窒素及び／又は硝酸性窒素とを含む排水７を用い
て、リアクター４において集積培養を行う。
【００３３】排水７に含まれる硝酸性窒素は、リアクタ
ー４及び処理装置５へと混合することになるメタン発酵
汚泥中に存在する硝酸還元菌によって、硝酸から等モル
の亜硝酸へと転換することとなる。これは一般に次のよ
うな反応であると考えられている。 NO3 - + 2H+ + 2e- → H2O + NO2 - 硝酸還元菌はメタン発酵汚泥等に普遍的に存在してお
り、通常のメタン発酵条件である嫌気的雰囲気、pH中性
付近、有機物の存在下では上式の反応は自然かつほぼ完
全に進行する。このため処理装置４及び５へ硝酸性窒素
を添加することは、等モルの亜硝酸性窒素を直接添加す
る場合とほぼ同じ効果が得られる。
ー４及び処理装置５へと混合することになるメタン発酵
汚泥中に存在する硝酸還元菌によって、硝酸から等モル
の亜硝酸へと転換することとなる。これは一般に次のよ
うな反応であると考えられている。 NO3 - + 2H+ + 2e- → H2O + NO2 - 硝酸還元菌はメタン発酵汚泥等に普遍的に存在してお
り、通常のメタン発酵条件である嫌気的雰囲気、pH中性
付近、有機物の存在下では上式の反応は自然かつほぼ完
全に進行する。このため処理装置４及び５へ硝酸性窒素
を添加することは、等モルの亜硝酸性窒素を直接添加す
る場合とほぼ同じ効果が得られる。
【００３４】排水７の組成は、排水６と同様であること
が望ましいが、これを人工的に調整し使用してもよい。
また、輸送管１６を経由して、排水６を排水７の一部ま
たは全部として使用することができる。ここで、排水６
及び７は、アンモニアを利用せずに亜硝酸性窒素のみを
脱窒する従来型の脱窒菌２が活性化しないよう、亜硝酸
イオン濃度が200ppm以上またはpHが6．5以下に調整する
ことが望ましい。尚、従来型の脱窒菌２とは、排水６に
必然的に存在するものである。
が望ましいが、これを人工的に調整し使用してもよい。
また、輸送管１６を経由して、排水６を排水７の一部ま
たは全部として使用することができる。ここで、排水６
及び７は、アンモニアを利用せずに亜硝酸性窒素のみを
脱窒する従来型の脱窒菌２が活性化しないよう、亜硝酸
イオン濃度が200ppm以上またはpHが6．5以下に調整する
ことが望ましい。尚、従来型の脱窒菌２とは、排水６に
必然的に存在するものである。
【００３５】リアクター４における微生物１の集積培養
を検証するためには、流出液8中のアンモニア性窒素と
亜硝酸性窒素濃度を分析し、それぞれの濃度の減少によ
って確認する。
を検証するためには、流出液8中のアンモニア性窒素と
亜硝酸性窒素濃度を分析し、それぞれの濃度の減少によ
って確認する。
【００３６】メタン発酵・脱窒素汚泥３の調整法を説明
する。処理装置５の内部には、はじめに、メタン発酵反
応のみを行うメタン発酵菌を含むメタン発酵・脱窒素汚
泥３が収容されている。従来法に従って排水６をメタン
発酵処理することにより、メタン発酵反応により発生し
たガス１１の量や、処理装置５の内部に存在するメタン
ガス濃度、処理装置５から流出した流出液9のCOD分析等
から、メタン発酵汚泥に十分な活性があることを確認す
る。
する。処理装置５の内部には、はじめに、メタン発酵反
応のみを行うメタン発酵菌を含むメタン発酵・脱窒素汚
泥３が収容されている。従来法に従って排水６をメタン
発酵処理することにより、メタン発酵反応により発生し
たガス１１の量や、処理装置５の内部に存在するメタン
ガス濃度、処理装置５から流出した流出液9のCOD分析等
から、メタン発酵汚泥に十分な活性があることを確認す
る。
【００３７】続いて、リアクター４において集積培養し
た微生物１を輸送管１０を経由して処理装置５に投入
し、この処理装置５内部にあるメタン発酵汚泥と混合す
る。基質となるメタン発酵汚泥には通常、従来型の脱窒
菌２が存在しているので、これらに対して微生物１が優
占化するまで継続的に微生物１を投入しつづけることと
する。
た微生物１を輸送管１０を経由して処理装置５に投入
し、この処理装置５内部にあるメタン発酵汚泥と混合す
る。基質となるメタン発酵汚泥には通常、従来型の脱窒
菌２が存在しているので、これらに対して微生物１が優
占化するまで継続的に微生物１を投入しつづけることと
する。
【００３８】微生物１が従来型の脱窒菌２に対して優占
化することにより、メタン発酵反応と脱窒素反応とが同
時に行われることとなるが、これは、ガス１１の量や処
理装置５の内部に存在するメタンガス濃度、また処理装
置５から流出した流出液９中のアンモニア性窒素及び亜
硝酸性窒素の濃度またはCOD分析等から確認する。
化することにより、メタン発酵反応と脱窒素反応とが同
時に行われることとなるが、これは、ガス１１の量や処
理装置５の内部に存在するメタンガス濃度、また処理装
置５から流出した流出液９中のアンモニア性窒素及び亜
硝酸性窒素の濃度またはCOD分析等から確認する。
【００３９】微生物１が優占化したことを確認した後、
微生物１の投入を停止し、メタン発酵反応及びアンモニ
ア性窒素からの脱窒素反応が安定的に行われていること
を確認する。以上により、嫌気的条件下においてメタン
発酵・脱窒素汚泥３を得る。
微生物１の投入を停止し、メタン発酵反応及びアンモニ
ア性窒素からの脱窒素反応が安定的に行われていること
を確認する。以上により、嫌気的条件下においてメタン
発酵・脱窒素汚泥３を得る。
【００４０】このようにして調整したメタン発酵・脱窒
素汚泥３を用いて、排水６のメタン発酵反応及び脱窒素
反応を開始する。メタン発酵反応及び脱窒素反応は、次
式によって進行することから、アンモニアと亜硝酸の濃
度比を１：１とすることで、有機性廃棄物の処理を最も
効率よく行うことができる。
素汚泥３を用いて、排水６のメタン発酵反応及び脱窒素
反応を開始する。メタン発酵反応及び脱窒素反応は、次
式によって進行することから、アンモニアと亜硝酸の濃
度比を１：１とすることで、有機性廃棄物の処理を最も
効率よく行うことができる。
【００４１】ＮＨ４++ＮＯ2 -→Ｎ2＋２Ｈ2Ｏ （ΔＧ＝
−３５８ｋｃａｌ／ｍｏｌ）
−３５８ｋｃａｌ／ｍｏｌ）
【００４２】脱窒素反応の性能を維持するためには、流
出液９中のアンモニア性窒素が十分減少しているかを注
意深く監視する。これは汚泥３、排水６に従来型の脱窒
菌２が存在している可能性があり、これらが微生物１に
対して優占化すると、亜硝酸性窒素のみで脱窒が起こる
ことから、アンモニア性窒素が消費されなくなるためで
ある。したがって、亜硝酸の減少分よりアンモニア性窒
素の減少分が小さくなる傾向が認められた場合は、リア
クター４で培養した微生物１を輸送管１０経由で処理槽
５に直ちに投入することにより、脱窒素反応の性能を維
持することができる。また亜硝酸性窒素とアンモニア性
窒素の減少分がともに小さくなった場合も同様に微生物
１を添加する。
出液９中のアンモニア性窒素が十分減少しているかを注
意深く監視する。これは汚泥３、排水６に従来型の脱窒
菌２が存在している可能性があり、これらが微生物１に
対して優占化すると、亜硝酸性窒素のみで脱窒が起こる
ことから、アンモニア性窒素が消費されなくなるためで
ある。したがって、亜硝酸の減少分よりアンモニア性窒
素の減少分が小さくなる傾向が認められた場合は、リア
クター４で培養した微生物１を輸送管１０経由で処理槽
５に直ちに投入することにより、脱窒素反応の性能を維
持することができる。また亜硝酸性窒素とアンモニア性
窒素の減少分がともに小さくなった場合も同様に微生物
１を添加する。
【００４３】一方、メタン発酵反応の性能を維持するた
めには、ガス１１の発生量及びメタンガス濃度、流出液
９のCODを分析し、これらを基に発酵状態を監視する。
ガス１１の発生量やガス濃度、及びCOD分解率の低下が
見られた場合には、排水６の流入量を制御する。これに
より、メタン発酵反応の負荷を低下させることとなり、
メタン発酵反応の性能を維持することができる。
めには、ガス１１の発生量及びメタンガス濃度、流出液
９のCODを分析し、これらを基に発酵状態を監視する。
ガス１１の発生量やガス濃度、及びCOD分解率の低下が
見られた場合には、排水６の流入量を制御する。これに
より、メタン発酵反応の負荷を低下させることとなり、
メタン発酵反応の性能を維持することができる。
【００４４】処理対象である排水等６の固形分比率が低
い場合、処理槽５中に膜分離や固定化担体を設けること
によって、メタン発酵・脱窒素汚泥３に含まれる微生物
濃度の減少を抑制し、メタン発酵及び脱窒性能の維持を
図ることも可能である。また、固形分比率が高くて膜分
離や固定化担体の方法が使用できない場合でも、後段の
固液分離槽１２で分離した固形分を、輸送管１３を経由
して処理槽５に返送することで、メタン発酵及び脱窒性
能の維持ができる。
い場合、処理槽５中に膜分離や固定化担体を設けること
によって、メタン発酵・脱窒素汚泥３に含まれる微生物
濃度の減少を抑制し、メタン発酵及び脱窒性能の維持を
図ることも可能である。また、固形分比率が高くて膜分
離や固定化担体の方法が使用できない場合でも、後段の
固液分離槽１２で分離した固形分を、輸送管１３を経由
して処理槽５に返送することで、メタン発酵及び脱窒性
能の維持ができる。
【００４５】このように、膜分離、固定化担体、固液分
離槽を設置することにより、汚泥３に含まれる微生物濃
度の減少が抑制されることとなるため、脱窒性能を維持
するために添加する微生物１の添加量を削減することが
できる。また、メタン発酵反応を維持するために、固液
分離槽１２からの汚泥返送１３の返送率を上げることに
よって微生物濃度を増加させることも有効である。
離槽を設置することにより、汚泥３に含まれる微生物濃
度の減少が抑制されることとなるため、脱窒性能を維持
するために添加する微生物１の添加量を削減することが
できる。また、メタン発酵反応を維持するために、固液
分離槽１２からの汚泥返送１３の返送率を上げることに
よって微生物濃度を増加させることも有効である。
【００４６】排水６中に硝酸及び／または亜硝酸が十分
にない場合において、亜硝酸、硝酸若しくは窒素酸化物
１４を添加して補充することができる。焼却炉の排ガス
１５を適当に用意した水に通気して排水６と混合した
り、排水６に直接通気することにより、燃焼排ガス１５
中の窒素酸化物を利用することもできる。排ガス中に含
まれる窒素酸化物を利用すると、亜硝酸、硝酸若しくは
窒素酸化物１４の購入費用が削減できる。さらに、排ガ
ス中に含まれる窒素酸化物を利用することから、排ガス
１５の脱硝工程を省略したり、簡略化することができ
る。
にない場合において、亜硝酸、硝酸若しくは窒素酸化物
１４を添加して補充することができる。焼却炉の排ガス
１５を適当に用意した水に通気して排水６と混合した
り、排水６に直接通気することにより、燃焼排ガス１５
中の窒素酸化物を利用することもできる。排ガス中に含
まれる窒素酸化物を利用すると、亜硝酸、硝酸若しくは
窒素酸化物１４の購入費用が削減できる。さらに、排ガ
ス中に含まれる窒素酸化物を利用することから、排ガス
１５の脱硝工程を省略したり、簡略化することができ
る。
【００４７】
【発明の効果】以上説明したように、本願発明は以下の
特有の効果を奏する。
特有の効果を奏する。
【００４８】処理装置へと有機性廃棄物を供給する供給
工程と、処理装置内で、嫌気条件下、アンモニア性窒素
及び亜硝酸性窒素の双方を窒素ガスへ脱窒素する微生物
と、メタン発酵菌とを共存させた状態で、前記微生物に
よる脱窒素反応と、前記メタン発酵菌によるメタン発酵
反応とを同時に進行させる同時反応工程とを有する有機
性廃棄物の処理方法としたので、メタン発酵反応の活性
を失うことなく、メタン発酵反応と硝化脱窒反応とを進
行させることが可能となる。また、微生物１と、メタン
発酵菌とを共存させた状態で、脱窒素反応と、メタン発
酵反応とを同時に反応させることとしたので、単一槽で
処理することができる。したがって、単純なプロセス構
成が実現されるため、コンパクトな設計が可能となり、
広い用地を確保する必要がなくなる。
工程と、処理装置内で、嫌気条件下、アンモニア性窒素
及び亜硝酸性窒素の双方を窒素ガスへ脱窒素する微生物
と、メタン発酵菌とを共存させた状態で、前記微生物に
よる脱窒素反応と、前記メタン発酵菌によるメタン発酵
反応とを同時に進行させる同時反応工程とを有する有機
性廃棄物の処理方法としたので、メタン発酵反応の活性
を失うことなく、メタン発酵反応と硝化脱窒反応とを進
行させることが可能となる。また、微生物１と、メタン
発酵菌とを共存させた状態で、脱窒素反応と、メタン発
酵反応とを同時に反応させることとしたので、単一槽で
処理することができる。したがって、単純なプロセス構
成が実現されるため、コンパクトな設計が可能となり、
広い用地を確保する必要がなくなる。
【００４９】前記有機性廃棄物中に含まれる亜硝酸性窒
素を消費する菌を殺菌した後、該有機性廃棄物を処理す
ることにより、微生物１に対して従来型の脱窒菌２が優
先化することを防ぐこととなるため、アンモニア性窒素
を消費せず、亜硝酸性窒素のみを消費する脱窒素反応を
抑制することができる。
素を消費する菌を殺菌した後、該有機性廃棄物を処理す
ることにより、微生物１に対して従来型の脱窒菌２が優
先化することを防ぐこととなるため、アンモニア性窒素
を消費せず、亜硝酸性窒素のみを消費する脱窒素反応を
抑制することができる。
【００５０】前記微生物は、メタン発酵汚泥と排水処理
活性汚泥とを保持するリアクターに、アンモニア性窒素
及び亜硝酸性窒素の両者を含有する水を供給し、嫌気性
条件、中性付近のpH、かつ常温で保持することにより集
積し培養される。これにより、前記微生物を効率良く集
積・培養することが可能となる。
活性汚泥とを保持するリアクターに、アンモニア性窒素
及び亜硝酸性窒素の両者を含有する水を供給し、嫌気性
条件、中性付近のpH、かつ常温で保持することにより集
積し培養される。これにより、前記微生物を効率良く集
積・培養することが可能となる。
【００５１】前記微生物は、処理装置内のアンモニア性
窒素若しくは亜硝酸性窒素の量に応じて処理装置へと添
加されることとしたので、処理装置内におけるアンモニ
ア性窒素若しくは亜硝酸性窒素の量が変化した場合にお
いても、効率よく硝化脱窒反応を進行させることができ
る。
窒素若しくは亜硝酸性窒素の量に応じて処理装置へと添
加されることとしたので、処理装置内におけるアンモニ
ア性窒素若しくは亜硝酸性窒素の量が変化した場合にお
いても、効率よく硝化脱窒反応を進行させることができ
る。
【００５２】前記微生物は、前記処理装置から流出する
流出液中のアンモニア性窒素若しくは亜硝酸性窒素の量
に応じて処理装置へと添加されることとしたので、処理
装置内におけるアンモニア性窒素若しくは亜硝酸性窒素
の量が変化した場合においても、効率よく硝化脱窒反応
を進行させることができる。
流出液中のアンモニア性窒素若しくは亜硝酸性窒素の量
に応じて処理装置へと添加されることとしたので、処理
装置内におけるアンモニア性窒素若しくは亜硝酸性窒素
の量が変化した場合においても、効率よく硝化脱窒反応
を進行させることができる。
【００５３】前記同時反応工程は、亜硝酸、硝酸、窒素
酸化物のいずれか一つ以上を、有機性廃棄物中の亜硝酸
濃度に応じて添加する第一添加工程を有することとした
ので、処理装置内におけるアンモニア及び亜硝酸の濃度
比を量論比に調整することができる。
酸化物のいずれか一つ以上を、有機性廃棄物中の亜硝酸
濃度に応じて添加する第一添加工程を有することとした
ので、処理装置内におけるアンモニア及び亜硝酸の濃度
比を量論比に調整することができる。
【００５４】前記供給工程は、亜硝酸、硝酸、窒素酸化
物のいずれか一つ以上を、有機性廃棄物中の亜硝酸濃度
に応じて前記有機性廃棄物中へと添加する第二添加工程
を有することとしたので、処理装置内におけるアンモニ
ア及び亜硝酸の濃度比を量論比に調整することができ
る。
物のいずれか一つ以上を、有機性廃棄物中の亜硝酸濃度
に応じて前記有機性廃棄物中へと添加する第二添加工程
を有することとしたので、処理装置内におけるアンモニ
ア及び亜硝酸の濃度比を量論比に調整することができ
る。
【００５５】前記窒素酸化物の一部もしくは全部が燃焼
炉の排ガスであることにより、処理装置５へと添加する
亜硝酸、硝酸、窒素酸化物の購入費用を削減することが
できる。また、前記排ガスの脱硝工程を省略することが
可能となる。
炉の排ガスであることにより、処理装置５へと添加する
亜硝酸、硝酸、窒素酸化物の購入費用を削減することが
できる。また、前記排ガスの脱硝工程を省略することが
可能となる。
【００５６】前記処理装置から流出する流出液を固体と
液体に分離し、分離された固体を前記処理装置へと返送
することにより、メタン発酵菌及び微生物１の流出を抑
制し、処理装置５における有機性廃棄物の処理性能を維
持することができる。
液体に分離し、分離された固体を前記処理装置へと返送
することにより、メタン発酵菌及び微生物１の流出を抑
制し、処理装置５における有機性廃棄物の処理性能を維
持することができる。
【００５７】本発明の有機性廃棄物処理装置５は、前記
微生物を投入する手段と、前記メタン発酵菌を投入する
手段とを備えることにより、メタン発酵反応と、硝化脱
窒反応とを同時に行うことができる。
微生物を投入する手段と、前記メタン発酵菌を投入する
手段とを備えることにより、メタン発酵反応と、硝化脱
窒反応とを同時に行うことができる。
【００５８】メタン発酵汚泥と排水処理活性汚泥とを保
持するリアクターに、アンモニア性窒素及び亜硝酸性窒
素を含有する水を供給し、嫌気性条件、中性付近のpH、
かつ常温で保持することにより集積し培養される微生物
と、メタン発酵汚泥とを有する汚泥を用いることによ
り、単一槽において有機性廃棄物を処理することができ
る。
持するリアクターに、アンモニア性窒素及び亜硝酸性窒
素を含有する水を供給し、嫌気性条件、中性付近のpH、
かつ常温で保持することにより集積し培養される微生物
と、メタン発酵汚泥とを有する汚泥を用いることによ
り、単一槽において有機性廃棄物を処理することができ
る。
【図１】 本発明の実施の形態を示す概略図である。
１ 微生物
２ 従来型の脱窒菌
３ メタン発酵・脱窒素汚泥
４ リアクター
５ 処理装置
６ 排水
７ 排水
８ 流出液
９ 流出液
１０ 輸送管
１１ ガス
１２ 固液分離槽
１３ 輸送管
１４ 亜硝酸、硝酸若しくは窒素酸化物
１５ 排ガス
１６ 輸送管
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 植田 良平
神奈川県横浜市金沢区幸浦一丁目８番地１
三菱重工業株式会社基盤技術研究所内
(72)発明者 大菅 康一
兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号
三菱重工業株式会社高砂研究所内
(72)発明者 古川 誠治
長崎県長崎市深堀町五丁目717番１号 三
菱重工業株式会社長崎研究所内
Ｆターム(参考） 4D002 AA12 AC10 BA17 DA59 GA03
GB02
4D040 AA01 AA24 AA27 AA62 AA63
4D059 AA07 BA12 BA21 BA25 BA29
BF11 EA05 EA09 EA13 EB05
EB09 EB13
Claims (11)
- 【請求項１】 処理装置へと有機性廃棄物を供給する供
給工程と、 処理装置内で、嫌気条件下、アンモニア性窒素及び亜硝
酸性窒素の双方を窒素ガスへ脱窒素する微生物と、メタ
ン発酵菌とを共存させた状態で、前記微生物による脱窒
素反応と、前記メタン発酵菌によるメタン発酵反応とを
同時に進行させる同時反応工程とを有することを特徴と
する有機性廃棄物の処理方法。 - 【請求項２】 前記有機性廃棄物中に含まれる亜硝酸性
窒素を消費する菌を殺菌した後、前記同時反応工程を行
うことを特徴とする、請求項１記載の有機性廃棄物の処
理方法。 - 【請求項３】 前記微生物は、メタン発酵汚泥と排水処
理活性汚泥とを保持するリアクターに、アンモニア性窒
素及び亜硝酸性窒素を含有する水を供給し、嫌気性条
件、中性付近のpH、かつ常温で保持することにより集積
し培養されることを特徴とする、請求項１又は２のいず
れかに記載の有機性廃棄物の処理方法。 - 【請求項４】 前記微生物は、処理装置内のアンモニア
性窒素若しくは亜硝酸性窒素の量に応じて処理装置へと
添加されることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれ
かに記載の有機性廃棄物の処理方法。 - 【請求項５】 前記微生物は、前記処理装置から流出す
る流出液中のアンモニア性窒素若しくは亜硝酸性窒素の
量に応じて処理装置へと添加されることを特徴とする、
請求項１乃至４のいずれかに記載の有機性廃棄物の処理
方法。 - 【請求項６】 前記同時反応工程は、亜硝酸、硝酸、窒
素酸化物のいずれか一つ以上を、有機性廃棄物中の亜硝
酸濃度に応じて添加する第一添加工程を有することを特
徴とする、請求項１乃至５のいずれかに記載の有機性廃
棄物の処理方法。 - 【請求項７】 前記供給工程は、亜硝酸、硝酸、窒素酸
化物のいずれか一つ以上を、有機性廃棄物中のアンモニ
ア性窒素濃度に応じて前記有機性廃棄物中へと添加する
第二添加工程を有することを特徴とする、請求項１乃至
６のいずれかに記載の有機性廃棄物の処理方法。 - 【請求項８】 前記窒素酸化物の一部もしくは全部が燃
焼炉の排ガスであることを特徴とする、請求項６及び７
のいずれかに記載の有機性廃棄物の処理方法。 - 【請求項９】 前記処理装置から流出する流出液を固体
と液体に分離し、分離された固体を前記処理装置へと返
送することを特徴とする、請求項１乃至８のいずれかに
記載の有機性廃棄物の処理方法。 - 【請求項１０】 嫌気条件下でアンモニア性窒素及び亜
硝酸性窒素の双方を窒素ガスへ脱窒素する微生物を投入
する手段と、メタン発酵菌を投入する手段とを備えるこ
とを特徴とする有機性廃棄物の処理装置。 - 【請求項１１】 メタン発酵汚泥と排水処理活性汚泥と
を保持するリアクターに、アンモニア性窒素及び亜硝酸
性窒素を含有する水を供給し、嫌気性条件、中性付近の
pH、かつ常温で保持することにより集積し培養される微
生物と、メタン発酵汚泥とを有する汚泥。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001293115A JP2003094096A (ja) | 2001-09-26 | 2001-09-26 | 有機性廃棄物の処理方法、処理装置、汚泥 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001293115A JP2003094096A (ja) | 2001-09-26 | 2001-09-26 | 有機性廃棄物の処理方法、処理装置、汚泥 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003094096A true JP2003094096A (ja) | 2003-04-02 |
Family
ID=19114970
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001293115A Withdrawn JP2003094096A (ja) | 2001-09-26 | 2001-09-26 | 有機性廃棄物の処理方法、処理装置、汚泥 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003094096A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006000791A (ja) * | 2004-06-18 | 2006-01-05 | Fuji Xerox Co Ltd | 排水処理方法 |
| JP2008279383A (ja) * | 2007-05-11 | 2008-11-20 | Kurita Water Ind Ltd | 嫌気性処理方法および嫌気性処理装置 |
| JP2008279385A (ja) * | 2007-05-11 | 2008-11-20 | Kurita Water Ind Ltd | 嫌気性処理方法および嫌気性処理装置 |
| CN111111739A (zh) * | 2020-01-17 | 2020-05-08 | 齐鲁工业大学 | 氮掺杂生物炭材料的制备及提高暗发酵产氢性能的方法 |
| CN113800629A (zh) * | 2020-06-15 | 2021-12-17 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种有机废水的处理方法和应用 |
-
2001
- 2001-09-26 JP JP2001293115A patent/JP2003094096A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP4529554B2 (ja) * | 2004-06-18 | 2010-08-25 | 富士ゼロックス株式会社 | 排水処理方法 |
| JP2008279383A (ja) * | 2007-05-11 | 2008-11-20 | Kurita Water Ind Ltd | 嫌気性処理方法および嫌気性処理装置 |
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| CN111111739A (zh) * | 2020-01-17 | 2020-05-08 | 齐鲁工业大学 | 氮掺杂生物炭材料的制备及提高暗发酵产氢性能的方法 |
| CN111111739B (zh) * | 2020-01-17 | 2022-10-25 | 齐鲁工业大学 | 氮掺杂生物炭材料的制备及提高暗发酵产氢性能的方法 |
| CN113800629A (zh) * | 2020-06-15 | 2021-12-17 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种有机废水的处理方法和应用 |
| CN113800629B (zh) * | 2020-06-15 | 2022-11-18 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种有机废水的处理方法和应用 |
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| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20081202 |