JP3955431B2

JP3955431B2 - Anaerobic treatment method and apparatus

Info

Publication number: JP3955431B2
Application number: JP2000273464A
Authority: JP
Inventors: 康弘本間; 俊博田中; 和彰島村
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 2000-09-08
Filing date: 2000-09-08
Publication date: 2007-08-08
Anticipated expiration: 2020-09-08
Also published as: JP2002079291A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種の工場、下水、し尿、畜産業施設等から排出される有機性の廃水又は有機性の廃棄物等を対象として、これ等の廃棄物等を無害化する嫌気性汚泥床処理方法及び装置に関し、更に詳しくは、特に、ガス・液・固液分離部（以下、「ＧＳＳ」とも記す）を多段に有する上向流嫌気性汚泥床処理方法及び処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機性の廃水あるいは有機性の廃棄物等は、嫌気性処理によって分解処理されることがある。
このような分解処理方法として、例えば、上向流嫌気性汚泥床法（以下、「ＵＡＳＢ」とも記す）が挙げられ、この処理法は、近年普及してきた方法で、メタン菌等の嫌気性菌をグラニュール状に造粒化することにより、リアクター内のメタン菌の濃度を高濃度に維持できるという特徴があり、このため、廃水中の有機物の濃度が相当程度に高い場合であっても、効率よく処理することができることが知られている。
上記の処理法を具現化した装置にあっては、重クロム酸カリウムを酸化剤として用いて測定したＣＯＤ_Cr（以下、単に「ＣＯＤ」とも記す）の容積負荷が１０〜１５ｋｇ／ｍ³／ｄの廃水、廃棄物であっても、高率よく運転できるという特徴のあることが認められている。
【０００３】
有機性廃水および有機性廃棄物を対象とした嫌気性処理に用いる嫌気性菌としては、環境温度により大きく分けて２種類の菌が挙げられる。例えば、環境温度が３０〜３５℃の中温度域を至適温度とする中温嫌気性菌、５０〜５５℃の高温域を至適温度とする高温嫌気性菌等が挙げられる。
一方、これらの嫌気性菌の機能を利用した、上向流嫌気性汚泥床法（ＵＡＳＢ）の場合、分解しようとする有機物の負荷量が高くなると（例えば、ＣＯＤ容積負荷が１５ｋｇ／ｍ³／ｄ以上）、発生するガス量が多くなる。
この際、リアクター内からのガス抜きを随時確実に行うことが不可欠となり、ガス排出時の吹き出し等により、グラニュール状の汚泥の流出が目立つ様になり、リアクター内にグラニュール状の汚泥を留めておくことが難しくなる。
【０００４】
このような状態になった場合の処理対策として、処理装置それ自体を多段にし、発生ガスを分散して系外に排出する方法が提案されている。
図２は、このような提案の一例で、多段にした場合の嫌気性処理装置の例を模式図で示すものである（文献：Ｇ．Lettinga(1995)Anaerrobic digestion and wastewater treatment-system.Antonie van Leeuwenhoek 67:3-28 )。
【０００５】
図２において、装置の下端に原水流入管１を接続した筒状のリアクター２の内部に複数の邪魔板３を配設し、スラッジゾーンを区分した各スラッジゾーン４ａ〜４ｅを、それぞれの所定の箇所に配して多段に形成している。
各スラッジゾーン４ａ〜４ｅの各上端コーナには、ＧＳＳ部５（５ａ、５ｂ）を形成し、そのＧＳＳ部５の内部で反応が始まると、反応ガスがＧＳＳ部５に集積する。各気相部５ａには、発生ガス回収配管６が接続している。さらに、発生ガス回収配管６は、外部の水封槽７に通じている。
この文献においては、リアクター２の側壁と邪魔板３の角度、通水速度及び原水の希釈操作についての記載は無く、リアクター２の側壁と邪魔板３の角度は、文献の図面では５６度となっている。なお、前記の角度は、邪魔板３が下向きであるから、側壁に対して上向きの大きい角度と下向きの小さい角度の２つがあるが、この場合小さい方の角度で表わす。
【０００６】
また、特開平１１−２０７３８４「嫌気性処理方式および装置」に記載されている、ガス、液、固液分離部を多段に有する上向流嫌気性汚泥床処理装置（本明細書の図２参照）においては、区分スラッジゾーン４ａ〜４ｅに原水を分注し、各区分スラッジゾーン毎に、そこで発生するガスを回収できるため、リアクターの単位断面積当たりの発生ガス量が少なくなり、同時に、流入原水を分注するため、各ＧＳＳ部の液の線流速（通水速度）も小さくなり、特に、最上段のＧＳＳ部におけるリアクターの単位面積当たりのガス量、通水速度が小さくなるため、グラニュール汚泥の系外への流出量が非常に少なくなると言うことができる。
特開平１１−２０７３８４では、リアクター２の側壁と邪魔板３の角度は図面では約５０度であり、通水速度を低くすることの効果について記載されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、多段化した上向流嫌気性汚泥床法（ＵＡＳＢ）の装置にあっては、なお、以下に記載するような、問題点がある。
（ａ）ＧＳＳの設置角度が緩やかな場合には、ＧＳＳ直上部に堆積汚泥によるデッドスペースが生じ、リアクター内の汚泥層全体を必ずしも有効に使えない。
（ｂ）ＧＳＳを装置下部まで取り付けた場合、汚泥層の良好な流動を妨げ、汚泥と基質の接触が不十分もしくは不良となる。
（ｃ）通水速度が低い場合には、短絡流が生じるために、また、通水速度が高い場合には、汚泥の流出につながるために、処理結果を悪化させる原因となる。
【０００８】
（ｄ）区分スラッジゾーンに原水を分注する方法の場合、流入原水を分注することにより、各ＧＳＳの液の線流速も小さくなり、各区分のスラッジゾーンにおける良好な流動状態が得られないため、汚泥と基質の良好な接触がなされない。
このような実情に鑑み、本発明は、汚泥層の良好な流動状態、即ち、汚泥と基質の良好な接触を妨げず、汚泥層全体を処理に際して有効に活用することにより、ＣＯＤ負荷が高い場合にあっても、安定した処理を行うことのできる嫌気性処理方法と、この処理方法を効果的に実施することができる処理装置の提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以下に記載する手段によって前記課題を解決した。
（１）有機性廃水または廃棄物をガス、液及び固液分離部を多段に有する上向流嫌気性汚泥床処理装置により、嫌気処理する方法において、前記装置本体側壁に前記側壁との角度が３５度以下である発生ガス集積部を備えた該ガス、液及び固液分離部を装置の上部５０％の範囲内に取り付け、かつ、最下段の発生ガス集積部を備えた該ガス、液及び固液分離部がグラニュール汚泥層中にあるように取り付けた前記上向流嫌気性汚泥床処理装置に、被処理原水を直接、若しくは希釈処理を行ったものを該上向流嫌気性汚泥床処理装置の下部より流入させ、装置内の通水速度を１〜５ｍ／ｈとし、該装置内のグラニュール汚泥層が流動状態であることを特徴とする有機性廃水または廃棄物の嫌気性処理方法。
【００１０】
（２）ガス、液及び固液分離部を多段に有する上向流嫌気性汚泥床処理装置において、前記装置本体側壁に前記側壁との角度が３５度以下である発生ガス集積部を備えた該ガス、液及び固液分離部を装置の上部５０％の範囲内に取り付け、かつ、最下段の発生ガス集積部を備えた該ガス、液及び固液分離部がグラニュール汚泥層中にあるように取り付け、直接、若しくは希釈処理を行った被処理原水を流入する供給管を該装置の下部に設け、装置内の通水速度を１〜５ｍ／ｈであり、該装置内のグラニュール汚泥層が流動状態であることを特徴とする嫌気性処理装置。
（３）各占有面積が装置断面積の２分の１以上となる邪魔板により形成されるガス、液及び固液分離部を有することを特徴とする請求項２記載の嫌気性処理装置。
【００１１】
本発明においては、上記の文献及び特開平１１−２０７３８４の開示とは異なり、「リアクター２の側壁と邪魔板３のなす角度を３５度以下とし、原水を処理水の循環液や系外から供給する希釈水等により、必要に応じて適宜希釈を行ない、一貫して、流入水のリアクター２内部における装置断面積基準の通水速度が１〜５ｍ／ｈとなるように調節する」ことにより、汚泥層の良好な流動状態を創り出すこと、及び、グラニュール汚泥の増殖に絶大な効果がある。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、図面を参照して説明するが、本発明はこれに限定されない。
図１は、嫌気性処理方法を実施するのに好ましい本発明の上向流嫌気性処理装置の一形態の概要を例示した図である。
図１において、リアクター２の上方部は実質閉塞状態にあり、下端部には原水送液管１が接続する。
リアクター２の内部、左右両側壁には、相対向する据え付け位置を互いにずらした邪魔板３の一方の端部（リアクター２の側壁側）を固設し、他方の端部を反対側の側壁方向に向かって斜めに下降しながら伸長する邪魔板３を設置している。
【００１３】
この邪魔板３は、上下方向位置に２箇所、左右交互に設置され、リアクター２の側壁との間に、それぞれ鋭角状となる区分スラッジゾーン４ａ、４ｂを形成する。
リアクター２の側壁と邪魔板３との為す角度θは、３５度以下の鋭角とされ、占有面積が装置断面積の１／２以上とされている。
３５度を越える角度の場合には、スラッジゾーン４ａ、４ｂの邪魔板３にグラニュール汚泥が沈積して流動性が不十分となり、３０Ｋｇ／ｍ³／ｄ以上の高負荷処理は困難となる。
なお、邪魔板の占有断面積がリアクター断面積の１／２以下だと、発生ガスの捕捉が不十分となり、気液固の分離に不具合が生じる。つまりリアクターの中心よりガスが上方へ抜けてしまい、後記のＧＳＳ部５にガスを十分に集積させることができなくなる。
区分スラッジゾーン４ａ、４ｂの上部は、ＧＳＳ部５を形成している。このＧＳＳ部５（５ａ、５ｂ）は、リアクター２の上部側半分の位置に設置する。
反応が始まると、発生ガスが集積する気相部５ａには、外部と通じる発生ガス回収配管６の排出口を設けている。
【００１４】
なお、気相部５ａから接続されている発生ガス回収配管６の吐出口は、水を充填した水封槽７の水中内で開口している。
開口位置は、水圧が異なる適宜な水深位にあり、水封槽７には発生ガス回収配管６から吐出されたガス流量を測定するガスメータ８を設けてある。ガスメータ８の先には、斯様に吐出されたガスを再利用する、図示しない所定の利用施設が設けられている。
また、リアクター２の上端には、上澄液を排出する処理水配管９が開口している。
【００１５】
リアクター２は、嫌気性菌からなるグラニュール汚泥を投入して使用する。本発明の対象となる嫌気性処理は、３０℃〜３５℃を至適温度とした中温メタン発酵処理、５０℃〜５５℃を至適温度とした高温メタン発酵処理など、全ての温度範囲の嫌気性処理を対象としている。
嫌気性菌からなるグラニュール汚泥を投入し、有機性廃棄物などを含んだ原水を原水送液管１からリアクター２ヘ導入する。
原水を処理水の循環液や系外から供給する希釈水等により、必要に応じて適宜希釈を行い、流入水のリアクター２内部における通水速度が、１〜５ｍ／ｈとなるように調節する。
【００１６】
リアクター２内では、嫌気性菌からなるグラニュール汚泥の介在によって、有機性廃棄物が分解し、分解ガスが発生する。この発生ガスは、各区分スラッジゾーン４ａ〜４ｂ上端のＧＳＳ部に、それぞれ別れて集まり、それぞれ別個に気相部５ａを形成し、発生ガス回収配管６を通って水封槽７に至る。
こうした発生ガスは、気泡を形成して水面気泡部５ｂに一時的に滞留する。水面気泡部５ｂに集合した前記気泡は、やがて破裂し、発生ガスとグラニュール汚泥とが分離し、グラニュール汚泥は当初の比重に復帰して水中に潜入し、発生したガスは、発生ガス回収配管６から水封槽７を経由して、系外に排出される。
有機物が分解して清澄になった水は、リアクター２の上端から処理水配管９を経由して系外に排出される。
【００１７】
各ＧＳＳ部５の気相部５ａのガス圧は、互いに異なることから、その差圧は水封槽７で調整するとよい。原水送液側に近い順に水封圧を高く保持する必要がある。ガス回収の圧力の調整は、水封槽７を使用する以外にも、多くの方法があり、例えば、圧力弁等を使用すること等も挙げられる。
本発明の嫌気性処理方法においては、各区分スラッジゾーン毎に、そこで発生する発生ガスを回収することができるため、リアクターの単位断面積当たりの発生ガス量が少なくなる。
特に、処理水を流出させる処理水配管９に最も近い所では、リアクターの単位断面積当たりのガス量が小さくなる。
そのため、グラニュール汚泥の系外流出量を極く少なくすることが可能となる。
【００１８】
【実施例】
以下において、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明は、この実施例により限定されるものではない。
【００１９】
実施例１
図４、図５は、多段型嫌気性処理方法の実験に用いた装置の概要を示す。
Ａ系列は、傾斜する邪魔板３を５箇取り付け、装置側壁と邪魔板３との角度（θ）を４５度とした系列（従来法）を示す。これを図５に示す。
Ｂ系列は、傾斜する邪魔板３を２箇取り付け、装置側壁と邪魔板３との角度（θ）を３０度とし、装置の下部１／２の部所には邪魔板３を取り付けない系列（本発明に基づく）を示す。これを図４に示す。
Ａ系列、Ｂ系列とも、リアクターの断面積は、０．１６ｍ²、高さ６．２５ｍ（容量１ｍ³）、ＧＳＳ断面積は０．１１２ｍ²（リアクター断面積の７０％）で実験した。
原水は、リアクター２の下端に接続した原水送液管１より流入し、リアクター２上部の処理水管９より処理水を得る。
【００２０】
リアクター２内には、有機物を分解、浄化する際に発生したガスが集まるＧＳＳ部５を有し、その上端には外部と通じる発生ガス回収配管６の排出口を設けてある。
液層部の容量は、１ｍ³である。各ＧＳＳ部５より発生したガスの量は、水封槽７に設けたガスメータ８で計測した。
リアクター２内の水温は、３５℃になるように温度制御されている。
原水には、糖質系廃水の酸発酵処理水（ＣＯＤ７０００ｍｇ／リットル）に、無機栄養塩類（窒素、リン等）を添加したものを用いた。
処理水を循環液として、原水と共にリアクター２へ流入させることで、通水速度を２ｍ／ｈに設定した。
原水流量と処理水循環水量の割合をＣＯＤ負荷に応じて設定した。
【００２１】
図６に実験経過とＣＯＤの処理成績の変化を示す。両系列とも処理水ＣＯＤ濃度を見ながら、有機物負荷量を徐々に上げた。
実験経過後、約１２０日目までは略々同じ負荷量で処理できた。
約１２０日以降、ＣＯＤ負荷が３０Ｋｇ／ｍ³／ｄ以上になると、Ａ系列では処理水ＣＯＤが高くなった。
傾斜する邪魔板を５個取り付け、装置側壁と邪魔板との角度を４５度としたＡ系列では、ＧＳＳ部５直上部に堆積汚泥によるデッドスペースが生じ、汚泥層全体を有効に使えないこと、また、ＧＳＳ部５を装置下部まで取り付けることで、汚泥層の良好な流動を妨げ、汚泥と基質の接触が不良となるため、処理が不安定になった。このため、ＣＯＤ負荷を２５Ｋｇ／ｍ³／ｄに下げた。
一方、Ｂ系列では、ＣＯＤ負荷が３５Ｋｇ／ｍ³／ｄにおいて、安定した処理ができた。第１表に安定状態における処理成績の比較を示す。
【００２２】
【表１】

【００２３】
本発明に基づくＢ系列では、ＣＯＤ負荷３５Ｋｇ／ｍ³／ｄ、ＣＯＤ除去率９０％、処理水ＶＳＳ３００〜４００ｍｇ／リットルであった。
一方、Ａ系列の従来法では、ＣＯＤ負荷２５Ｋｇ／ｍ³／ｄ、ＣＯＤ除去率９０％、処理水ＶＳＳ３００〜４００ｍｇ／リットルであった。
このように、本発明に基づく方法では、従来法に比べて高いＣＯＤ除去率を得ることができた。
【００２４】
Ｂ系列の本発明に基づく方法では、高いＣＯＤ負荷で運転しているにも拘らず、処理水ＣＯＤ処理成績は安定していた。また、処理水ＶＳＳ濃度は、従来法と略々同じであり、従来法に比べＧＳＳ部の数が少ない場合でも上向流嫌気性汚泥床法（ＵＡＳＢ）槽内におけるグラニュール汚泥量も安定していた。
これは、処理水を流出させる処理水配管９に最も近い所では、リアクターの単位断面積当たりのガス量が小さくなり、グラニュール汚泥の系外流出量が少なかったためである。
Ｂ系列を用いて、原水ＣＯＤ濃度７０００ｇ／リットル、ＣＯＤ負荷３０ｋｇ／ｍ³／ｄ、通水速度０．５〜７ｍ／ｈで処理を行ったときの定常状態における処理成績の比較を第２表に示す。
【００２５】
【表２】

【００２６】
本発明に基づくＢ系列では、ＣＯＤ除去率８５％以上の安定した処理を行うためには、通水速度を１〜５ｍ／ｈ、好ましくはＣＯＤ除去率９０％以上とする場合には通水速度を２〜３ｍ／ｈに設定する必要がある。
これは、通水速度が１ｍ／ｈより少ない場合には、汚泥層で短絡流が生じるため、汚泥層全体を有効に使用し得ないためである。
また、通水速度が５ｍ／ｈより高い場合には、処理水のＶＳＳが１５００ｍｇ／リットル以上となり、リアクター２内の汚泥量を安定して維持できないために、処理性が悪化したことによる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明においては、装置本体側壁との取り付け角度が３５度以下、且つ、各占有面積が装置断面積の１／２以上となる邪魔板により形成される、ガス・液・固液分離部を有し、これ等のガス、液および固液分離部を装置の上部５割の区分に取り付け、原水を直接、あるいは希釈操作を施すことにより、流入水の通水速度を１〜５ｍ／ｈとすることにより、汚泥層の良好な流動状態、即ち、汚泥と基質の良好な接触を妨げず、汚泥層全体を処理に対して有効に活用することにより、高いＣＯＤ負荷においても、安定した処理を行うことができる嫌気性処理方法と、これを実施する処理装置を提供することができ、高い有機物負荷の上向流嫌気性汚泥床法（ＵＡＳＢ）の運転において、常時安定した有機物の処理成果が得られるので、極めて有益である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の上向流嫌気性処理装置の一形態を例示した模式図。
【図２】従来の上向流嫌気性処理装置の一形態を例示した模式図。
【図３】図２の従来の上向流嫌気性処理装置の一形態に、原水を分注する方式を加味した上向流嫌気性処理装置の一形態を例示した模式図。
【図４】実験に用いた本発明の上向流嫌気性処理装置の概要を例示した模式図。
【図５】実験に用いた従来の上向流嫌気性処理装置の概要を例示した模式図。
【図６】実験経過とＣＯＤ処理成績の変化を示す図。
【符号の説明】
１原水送液管
１ａ〜１ｄ分注管
２リアクター
３邪魔板
４ａ〜４ｈ区分スラッジゾーン
５ＧＳＳ部
５ａ気相部
５ｂ気泡部
６発生ガス回収配管
７水封槽
８ガスメータ
９処理水配管[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is intended for organic wastewater or organic waste discharged from various factories, sewage, human waste, livestock industry facilities, etc., and anaerobic sludge bed treatment that renders these wastes harmless. More particularly, the present invention relates to an upward flow anaerobic sludge bed treatment method and treatment apparatus having gas / liquid / solid-liquid separation sections (hereinafter also referred to as “GSS”) in multiple stages.
[0002]
[Prior art]
Organic wastewater or organic waste may be decomposed by anaerobic treatment.
An example of such a decomposition treatment method is an upward flow anaerobic sludge bed method (hereinafter also referred to as “UASB”). This treatment method has been widely used in recent years, and anaerobic bacteria such as methane bacteria. By granulating the granule into a granule, there is a feature that the concentration of methane bacteria in the reactor can be maintained at a high concentration. Therefore, even if the concentration of organic matter in the wastewater is considerably high, It is known that it can be processed efficiently.
In the apparatus embodying the above processing method, the volume load of COD _Cr (hereinafter, also simply referred to as “COD”) measured using potassium dichromate as an oxidizing agent is 10 to 15 kg / m ³ / d. It is recognized that even wastewater and wastewater can be operated with high efficiency.
[0003]
As anaerobic bacteria used for anaerobic treatment for organic wastewater and organic waste, two types of bacteria can be roughly classified according to environmental temperature. For example, a medium temperature anaerobic bacterium having an environmental temperature of 30 to 35 ° C. as an optimum temperature and a high temperature anaerobic bacterium having an optimum temperature in a high temperature range of 50 to 55 ° C. can be used.
On the other hand, in the case of the upflow anaerobic sludge bed method (UASB) using the function of these anaerobic bacteria, when the load of organic matter to be decomposed becomes high (for example, the COD volumetric load is 15 kg / m ³ / d or more), the amount of gas generated increases.
At this time, it is indispensable to degas the reactor from time to time, and the outflow of granulated sludge becomes noticeable due to blow-out at the time of gas discharge, and the granular sludge is retained in the reactor. It becomes difficult to keep.
[0004]
As a countermeasure against processing in such a state, a method has been proposed in which the processing apparatus itself is multistaged, and the generated gas is dispersed and discharged out of the system.
FIG. 2 is an example of such a proposal, and shows a schematic diagram of an example of an anaerobic treatment apparatus in the case of multiple stages (reference: G. Lettinga (1995) Anaerrobic digestion and wastewater treatment-system.Antonie van Leeuwenhoek 67: 3-28).
[0005]
In FIG. 2, a plurality of baffle plates 3 are arranged inside a cylindrical reactor 2 having a raw water inflow pipe 1 connected to the lower end of the apparatus, and sludge zones 4a to 4e, which are divided into sludge zones, are assigned to respective predetermined sludge zones. It is arranged in multiple locations and formed in multiple stages.
A GSS portion 5 (5a, 5b) is formed at each upper end corner of each sludge zone 4a to 4e. When the reaction starts inside the GSS portion 5, the reaction gas accumulates in the GSS portion 5. A generated gas recovery pipe 6 is connected to each gas phase section 5a. Further, the generated gas recovery pipe 6 communicates with an external water seal tank 7.
In this document, there is no description about the angle between the side wall of the reactor 2 and the baffle plate 3, the water flow rate, and the dilution operation of the raw water, and the angle between the side wall of the reactor 2 and the baffle plate 3 is 56 degrees in the drawings of the literature. ing. In addition, since the baffle plate 3 faces downward, there are two angles: a large upward angle and a small downward angle. In this case, the angle is represented by the smaller angle.
[0006]
Further, an upflow anaerobic sludge bed treatment apparatus (see FIG. 2 of this specification) described in JP-A-11-207384 “Anaerobic treatment method and apparatus” having gas, liquid and solid-liquid separation sections in multiple stages. ), The raw water is dispensed into the divided sludge zones 4a to 4e, and the gas generated in each divided sludge zone can be recovered. Therefore, the amount of generated gas per unit cross-sectional area of the reactor is reduced, and at the same time, the inflow Since the raw water is dispensed, the linear flow rate (water flow rate) of the liquid in each GSS section is also reduced, and in particular, the amount of gas per unit area of the reactor in the uppermost GSS section and the water flow speed are reduced. It can be said that the amount of sludge flowing out of the system becomes very small.
In JP-A-11-207384, the angle between the side wall of the reactor 2 and the baffle plate 3 is about 50 degrees in the drawing, and the effect of lowering the water flow rate is described.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the upward flow anaerobic sludge bed (UASB) apparatus having multiple stages still has problems as described below.
(A) When the installation angle of the GSS is gentle, a dead space due to accumulated sludge is generated immediately above the GSS, and the entire sludge layer in the reactor cannot always be effectively used.
(B) When the GSS is attached to the lower part of the apparatus, the sludge layer is prevented from flowing favorably, and the contact between the sludge and the substrate is insufficient or defective.
(C) When the water flow rate is low, a short-circuit flow occurs, and when the water flow rate is high, it leads to the outflow of sludge.
[0008]
(D) In the case of the method of dispensing raw water to the division sludge zone, by dispensing the inflow raw water, the linear flow velocity of each GSS liquid is also reduced, and a good flow state in the sludge zone of each division cannot be obtained. Therefore, good contact between the sludge and the substrate is not made.
In view of such circumstances, the present invention has a good flow state of the sludge layer, that is, the case where the COD load is high by effectively utilizing the entire sludge layer in processing without disturbing the good contact between the sludge and the substrate. Even if it exists, it aims at provision of the anaerobic processing method which can perform the stable process, and the processing apparatus which can implement this processing method effectively.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has solved the above problems by the means described below.
(1) In the method of anaerobic treatment of organic wastewater or waste by an upflow anaerobic sludge bed treatment apparatus having gas, liquid and solid-liquid separation parts in multiple stages, the angle between the apparatus main body side wall and the side wall is the gas having the generated gas collecting section is less than 35 degrees, mounting the liquid and solid-liquid separation unit in the range top 50% of the device, and the gas having the generated gas accumulating portion of the bottom, a liquid and The upward flow anaerobic sludge bed treatment apparatus attached so that the solid-liquid separation part is in the granular sludge bed is the raw material to be treated directly or diluted and treated with the upward flow anaerobic sludge bed. Anaerobic treatment of organic wastewater or waste, which is made to flow from the lower part of the treatment device, the water flow rate in the device is 1 to 5 m / h, and the granular sludge layer in the device is in a fluid state Method.
[0010]
(2) In the upward flow anaerobic sludge bed processing apparatus having gas, liquid, and solid-liquid separation sections in multiple stages, the generated gas accumulation section having an angle with the side wall of 35 degrees or less is provided on the apparatus main body side wall. The gas, liquid and solid-liquid separation part is installed within the upper 50% of the apparatus, and the gas, liquid and solid-liquid separation part with the lowest generation gas accumulation part is in the granular sludge layer. the mounting, directly, or supply tube for flowing the treated raw water was diluted treatment provided in the lower portion of the said device, the water flow rate in the apparatus Ri 1 to 5 m / h der, granular sludge within the device An anaerobic treatment apparatus , wherein the bed is in a fluid state .
(3) The anaerobic treatment apparatus according to claim 2, further comprising a gas, liquid, and solid-liquid separation unit formed by baffle plates each occupying area is one-half or more of the apparatus cross-sectional area.
[0011]
In the present invention, unlike the above-mentioned document and the disclosure of Japanese Patent Laid-Open No. 11-207384, “the angle formed by the side wall of the reactor 2 and the baffle plate 3 is 35 degrees or less, and raw water is supplied from the circulating water of the treated water or from outside the system. By appropriately diluting with dilution water, etc. as necessary, and consistently adjusting the flow rate based on the cross-sectional area of the apparatus in the reactor 2 of the influent water to be 1 to 5 m / h. It has a tremendous effect on creating a good flow state of the sludge layer and on the growth of the granular sludge.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto.
FIG. 1 is a diagram illustrating an outline of an embodiment of the upward flow anaerobic treatment apparatus of the present invention that is preferable for carrying out the anaerobic treatment method.
In FIG. 1, the upper part of the reactor 2 is in a substantially closed state, and the raw water feed pipe 1 is connected to the lower end part.
One end portion (side wall side of the reactor 2) of the baffle plate 3 in which the opposite installation positions are shifted from each other is fixed inside the reactor 2 and the left and right side walls, and the other end portion is directed to the opposite side wall. A baffle plate 3 is installed to extend while descending obliquely toward the front.
[0013]
The baffle plates 3 are alternately installed at two left and right positions in the vertical direction, and form segmented

sludge zones

4 a and 4 b each having an acute angle with the side wall of the reactor 2.
The angle θ between the side wall of the reactor 2 and the baffle plate 3 is an acute angle of 35 degrees or less, and the occupation area is ½ or more of the apparatus cross-sectional area.
If the angle exceeds 35 degrees, the sludge zone 4a, and deposited the granular sludge fluidity becomes insufficient baffle 3 of 4b, a 30 Kg / m ³ / d or more high-load processing difficult.
In addition, when the occupation cross-sectional area of the baffle plate is ½ or less of the cross-sectional area of the reactor, trapping of the generated gas becomes insufficient, causing a problem in gas-liquid-solid separation. That is, the gas escapes upward from the center of the reactor, and the gas cannot be sufficiently accumulated in the GSS section 5 described later.
The upper part of the

division sludge zones

4a and 4b forms a GSS portion 5. The GSS unit 5 (5a, 5b) is installed at the upper half position of the reactor 2.
When the reaction starts, the gas phase part 5a where the generated gas accumulates is provided with a discharge port of the generated gas recovery pipe 6 that communicates with the outside.
[0014]
In addition, the discharge port of the generated gas recovery pipe 6 connected from the gas phase part 5a is opened in the water of the water-sealed tank 7 filled with water.
The opening position is at an appropriate water depth with different water pressure, and a gas meter 8 for measuring the flow rate of the gas discharged from the generated gas recovery pipe 6 is provided in the water sealing tank 7. A predetermined utilization facility (not shown) for reusing the discharged gas is provided at the tip of the gas meter 8.
A treated water pipe 9 for discharging the supernatant is opened at the upper end of the reactor 2.
[0015]
The reactor 2 is used by introducing granular sludge made of anaerobic bacteria. The anaerobic treatment that is the subject of the present invention is an anaerobic treatment in all temperature ranges, such as a medium temperature methane fermentation treatment with an optimum temperature of 30 ° C. to 35 ° C., and a high temperature methane fermentation treatment with an optimum temperature of 50 ° C. to 55 ° C. It is intended for sex processing.
Granule sludge composed of anaerobic bacteria is introduced, and raw water containing organic waste is introduced into the reactor 2 from the raw water feed pipe 1.
The raw water is appropriately diluted as necessary with the circulating water of the treated water or diluted water supplied from outside the system, and the water flow rate inside the reactor 2 of the influent water is adjusted to 1 to 5 m / h. .
[0016]
In the reactor 2, organic waste is decomposed and decomposed gas is generated by the intervention of granule sludge composed of anaerobic bacteria. This generated gas gathers separately in the GSS portion at the upper end of each of the divided sludge zones 4a to 4b, forms a gas phase portion 5a separately, and reaches the water sealing tank 7 through the generated gas recovery pipe 6.
Such generated gas forms bubbles and temporarily stays in the water surface bubble portion 5b. The bubbles gathered in the water surface bubble portion 5b eventually burst, and the generated gas and granulated sludge are separated. The granular sludge returns to the original specific gravity and enters the water, and the generated gas is recovered by the generated gas. It is discharged out of the system from the pipe 6 via the water seal tank 7.
The water that has been clarified by the decomposition of the organic matter is discharged out of the system from the upper end of the reactor 2 via the treated water pipe 9.
[0017]
Since the gas pressures in the gas phase portions 5a of the respective GSS portions 5 are different from each other, the differential pressure may be adjusted in the water-sealed tank 7. It is necessary to keep the water sealing pressure higher in the order closer to the raw water feed side. There are many methods for adjusting the pressure for gas recovery in addition to using the water-sealed tank 7, for example, using a pressure valve or the like.
In the anaerobic treatment method of the present invention, the generated gas generated in each segmented sludge zone can be recovered, so the amount of generated gas per unit sectional area of the reactor is reduced.
In particular, the gas amount per unit cross-sectional area of the reactor becomes small at a place closest to the treated water pipe 9 through which treated water flows out.
Therefore, it becomes possible to extremely reduce the outflow amount of granule sludge.
[0018]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to the examples.
[0019]
Example 1
4 and 5 show an outline of the apparatus used in the experiment of the multi-stage anaerobic treatment method.
The A series shows a series (conventional method) in which five inclined baffle plates 3 are attached and the angle (θ) between the apparatus side wall and the baffle plate 3 is 45 degrees. This is shown in FIG.
In the B series, two inclined baffle plates 3 are attached, the angle (θ) between the device side wall and the baffle plate 3 is 30 degrees, and the baffle plate 3 is not attached to the lower half of the device ( According to the invention). This is shown in FIG.
In both A series and B series, the reactor cross section was 0.16 m ² , the height was 6.25 m (capacity 1 m ³ ), and the GSS cross section was 0.112 m ² (70% of the reactor cross section).
The raw water flows in from the raw water feed pipe 1 connected to the lower end of the reactor 2 and obtains treated water from the treated water pipe 9 at the top of the reactor 2.
[0020]
The reactor 2 has a GSS section 5 where gas generated when decomposing and purifying organic substances is collected, and a discharge port of a generated gas recovery pipe 6 communicating with the outside is provided at the upper end thereof.
The capacity of the liquid layer part is 1 m ³ . The amount of gas generated from each GSS unit 5 was measured with a gas meter 8 provided in the water-sealed tank 7.
The water temperature in the reactor 2 is controlled to be 35 ° C.
The raw water used was an acid fermentation treated water (COD 7000 mg / liter) of saccharide wastewater with inorganic nutrient salts (nitrogen, phosphorus, etc.) added.
The flow rate of water was set to 2 m / h by allowing the treated water to flow into the reactor 2 together with the raw water as a circulating liquid.
The ratio of the raw water flow rate and the treated water circulating water amount was set according to the COD load.
[0021]
FIG. 6 shows changes in the experimental process and COD processing results. In both systems, the organic load was gradually increased while observing the treated water COD concentration.
After the experiment, it was possible to process with substantially the same load until about 120 days.
After about 120 days, when the COD load became 30 kg / m ³ / d or more, the treated water COD increased in the A series.
In the A series where five sloping baffle plates are attached and the angle between the apparatus side wall and the baffle plate is 45 degrees, dead space due to accumulated sludge is generated immediately above the GSS section 5, and the entire sludge layer cannot be used effectively. Further, by attaching the GSS part 5 to the lower part of the apparatus, the sludge layer was prevented from flowing favorably and the contact between the sludge and the substrate became poor, so that the treatment became unstable. For this reason, the COD load was lowered to 25 kg / m ³ / d.
On the other hand, in the B series, stable processing was possible at a COD load of 35 kg / m ³ / d. Table 1 shows a comparison of processing results in a stable state.
[0022]
[Table 1]

[0023]
In the B series based on the present invention, the COD load was 35 kg / m ³ / d, the COD removal rate was 90%, and the treated water VSS was 300 to 400 mg / liter.
On the other hand, in the conventional method of the A series, the COD load was 25 kg / m ³ / d, the COD removal rate was 90%, and the treated water VSS was 300 to 400 mg / liter.
Thus, the method based on the present invention was able to obtain a higher COD removal rate than the conventional method.
[0024]
In the method according to the present invention of the B series, the COD treatment result of the treated water was stable despite being operated at a high COD load. The treated water VSS concentration is almost the same as that of the conventional method, and the amount of granulated sludge in the upward flow anaerobic sludge bed method (UASB) tank is stable even when the number of GSS sections is smaller than that of the conventional method. It was.
This is because the gas amount per unit cross-sectional area of the reactor is small at the place closest to the treated water pipe 9 for flowing the treated water, and the outflow amount of granulated sludge is small.
Table 2 shows a comparison of treatment results in steady state when treatment was performed at a raw water COD concentration of 7000 g / liter, a COD load of 30 kg / m ³ / d, and a water flow rate of 0.5 to 7 m / h using the B series. Shown in
[0025]
[Table 2]

[0026]
In the B series based on the present invention, in order to perform stable treatment with a COD removal rate of 85% or more, the water flow rate is 1 to 5 m / h, preferably when the COD removal rate is 90% or more. Must be set to 2-3 m / h.
This is because when the water flow rate is less than 1 m / h, a short-circuit flow occurs in the sludge layer, and the entire sludge layer cannot be used effectively.
In addition, when the water flow rate is higher than 5 m / h, the VSS of the treated water is 1500 mg / liter or more, and the amount of sludge in the reactor 2 cannot be stably maintained.
[0027]
【The invention's effect】
In the present invention, there is a gas / liquid / solid-liquid separation part formed by a baffle plate whose attachment angle with the side wall of the apparatus body is 35 degrees or less and each occupation area is 1/2 or more of the apparatus cross-sectional area. These gas, liquid, and solid-liquid separators are attached to the upper 50% section of the device, and the flow rate of the influent water is set to 1 to 5 m / h by directly or diluting the raw water. Thus, the sludge layer is in a good flow state, that is, the sludge and the substrate are not in good contact with each other, and the entire sludge layer is effectively used for the treatment, so that a stable treatment can be performed even at a high COD load. An anaerobic treatment method that can be performed and a treatment apparatus for carrying out the treatment can be provided, and a stable treatment result of organic matter can be obtained at all times in the operation of the upward flow anaerobic sludge bed method (UASB) with high organic matter load. Extremely useful A.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view illustrating one embodiment of an upward flow anaerobic treatment apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view illustrating an example of a conventional upward flow anaerobic treatment apparatus.
FIG. 3 is a schematic view illustrating an example of an upstream anaerobic treatment device in which raw water is dispensed in addition to the conventional upward flow anaerobic treatment device of FIG. 2;
FIG. 4 is a schematic view illustrating the outline of the upward flow anaerobic treatment apparatus of the present invention used in the experiment.
FIG. 5 is a schematic view illustrating the outline of a conventional upward flow anaerobic treatment apparatus used in the experiment.
FIG. 6 is a diagram showing changes in the experimental process and COD processing results.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Raw water feed pipe 1a-1d Dispensing pipe 2 Reactor 3 Baffle plates 4a-4h Division sludge zone 5 GSS part 5a Gas phase part 5b Bubble part 6 Generated gas recovery piping 7 Water seal tank 8 Gas meter 9 Treated water piping

Claims

有機性廃水または廃棄物をガス、液及び固液分離部を多段に有する上向流嫌気性汚泥床処理装置により、嫌気処理する方法において、前記装置本体側壁に前記側壁との角度が３５度以下である発生ガス集積部を備えた該ガス、液及び固液分離部を装置の上部５０％の範囲内に取り付け、かつ、最下段の発生ガス集積部を備えた該ガス、液及び固液分離部がグラニュール汚泥層中にあるように取り付けた前記上向流嫌気性汚泥床処理装置に、被処理原水を直接、若しくは希釈処理を行ったものを該上向流嫌気性汚泥床処理装置の下部より流入させ、装置内の通水速度を１〜５ｍ／ｈとし、該装置内のグラニュール汚泥層が流動状態であることを特徴とする有機性廃水または廃棄物の嫌気性処理方法。In a method of anaerobic treatment of organic wastewater or waste by an upflow anaerobic sludge bed treatment apparatus having gas, liquid and solid-liquid separation parts in multiple stages, the angle between the apparatus main body side wall and the side wall is 35 degrees or less. The gas, liquid, and solid-liquid separation unit provided with the generated gas accumulation unit is attached within the upper 50% of the apparatus, and the gas, liquid, and solid-liquid separation provided with the lowermost generation gas accumulation unit In the upward flow anaerobic sludge bed treatment device attached so that the part is in the granular sludge layer, the raw water to be treated is directly or diluted and treated with the upward flow anaerobic sludge bed treatment device. An anaerobic treatment method for organic wastewater or waste, which is caused to flow from the lower part , the water flow rate in the apparatus is 1 to 5 m / h, and the granular sludge layer in the apparatus is in a fluid state .

ガス、液及び固液分離部を多段に有する上向流嫌気性汚泥床処理装置において、前記装置本体側壁に前記側壁との角度が３５度以下である発生ガス集積部を備えた該ガス、液及び固液分離部を装置の上部５０％の範囲内に取り付け、かつ、最下段の発生ガス集積部を備えた該ガス、液及び固液分離部がグラニュール汚泥層中にあるように取り付け、直接、若しくは希釈処理を行った被処理原水を流入する供給管を該装置の下部に設け、装置内の通水速度を１〜５ｍ／ｈであり、該装置内のグラニュール汚泥層が流動状態であることを特徴とする嫌気性処理装置。In an upflow anaerobic sludge bed treatment apparatus having gas, liquid and solid-liquid separation sections in multiple stages, the gas and liquid provided with a generated gas accumulation section on the apparatus main body side wall with an angle of 35 degrees or less with the side wall. And the solid-liquid separation part is attached within the upper 50% of the apparatus, and the gas, liquid and solid-liquid separation part provided with the lowermost generation gas accumulation part are attached so that they are in the granular sludge layer, directly, or a supply tube for flowing the treated raw water was diluted treatment provided in the lower portion of the said device, the water flow rate in the apparatus Ri 1 to 5 m / h der, granular sludge layer in the apparatus flow An anaerobic treatment apparatus characterized by being in a state .

各占有面積が装置断面積の２分の１以上となる邪魔板により形成されるガス、液及び固液分離部を有することを特徴とする請求項２記載の嫌気性処理装置。 The anaerobic treatment apparatus according to claim 2, further comprising a gas, liquid, and solid-liquid separation unit formed by baffle plates each having an occupation area of half or more of the apparatus cross-sectional area.