JP4080046B2

JP4080046B2 - Anaerobic treatment method and apparatus

Info

Publication number: JP4080046B2
Application number: JP1273998A
Authority: JP
Inventors: 秀樹原田; 晶良大橋; 一晃珠坪; 豊米山; 隆幸鈴木; 晋安達
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1998-01-26
Filing date: 1998-01-26
Publication date: 2008-04-23
Anticipated expiration: 2018-01-26
Also published as: JPH11207384A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種工場、下水、し尿、畜産業施設等より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、これ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（以後、ＧＳＳ部とも記す）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。こうした分解処理方法として、例えば上向流嫌気性汚泥床法（以後ＵＡＳＢとも記す）がある。これ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、その結果、廃水中の有機物の濃度が相当高い場合でも効率よく処理できる。例えば、この方法を具体化した装置では、重クロム酸カリウムを酸化剤として測定したＣＯＤ_cr（以後ＣＯＤと記す）の容積負荷が１０〜１５kg/m³.dの廃水、廃棄物でも効率よく運転できるという特徴がある。
【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の嫌気性菌には、環境温度により大きく分けて２種類ある。例えば、環境温度３０〜３５℃の中温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などがある。一方、これら嫌気性菌の働きを利用したＵＡＳＢ法の場合、分解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っていかないと、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ようになり、リアクター内にグラニュール汚泥を留めておくことが難しくなる。
【０００４】
こうした場合の処理対策として、処理装置そのものを多段にし、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、多段にした嫌気性処理装置の模式図である（引用文献：G. Lettinga(1995) Anaerrobic digestion and wastewater treatment system. Antonie van Leeuwenhoek 67:3-28)。下端に原水流入管１を接続した筒状のリアクター２内部に複数の邪魔板３を設け、スラッジゾーンを区分した区分スラッジゾーン４ａ〜４ｅをそれぞれの箇所に多段に形成している。区分スラッジゾーン４ａ〜４ｅの各上端コーナーはＧＳＳ部５を形成し、その内で反応が開始すると反応ガスが集合する気相部５ａには発生ガス回収配管６が接続している。発生ガス回収配管６は外部の水封槽７に通じている。
多段化したＵＡＳＢ装置では、分解反応で発生するガスを複数のＧＳＳ部５より分割して系外に排出できるため、リアクター２上部のＧＳＳ部５でのグラニュール汚泥の流出を防ぐことができる。このため、リアクター２内で高濃度にグラニュール汚泥を維持でき、高いＣＯＤ容積負荷（１５kg/m³.d以上）の廃水、廃棄物処理も可能となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、多段化したＵＡＳＢ装置は、いまなお以下に示すような課題がある。
（１）流入水の有機物濃度が高くなった時はリアクター前段で、アルカリ剤あるいは処理水循環によるｐＨ調整が必要となる。
（２）有機物濃度が高くなればなるほど、ｐＨ調整時のアルカリ量が多く必要になる。
（３）ガスを分散して系外に排出しているが各ＧＳＳ毎の液線流速は同一であるため、一定負荷条件下で流入有機物濃度が低くなった時、液線流速が高くなるため、リアクター内のグラニュール汚泥量を安定して維持できない。
こうしたことから本発明は、有機物濃度が高くなった時に必要になるｐＨ調整用のアルカリ剤の消費量を軽減し、流入有機物濃度が低下し、供給廃水量が増大した時でも安定したメタン発酵処理を行うことのできる嫌気性処理方法とそのような装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は以下の手段で達成される。
（１）有機性排水をガス、液、固液分離部を多段に有する上向流嫌気性汚泥床装置により処理する方法において、各ガス、液、固液分離部の下部に原水の送液管を接続し、該送液管は、グラニュール汚泥中に位置し、該送液管により原水の一部を一番下のガス、液、固液分離部に供給し、原水の残りの部分を上の各ガス、液、固液分離部に供給するように分配し、その分配割合は原水の基質組成、有機物の濃度により調整して、各ガス、液、固液分離部の下部に通水することにより、ｐＨ調整用のアルカリ剤の消費量を軽減し、安定したメタン発酵を行わせることを特徴とする嫌気性処理方法。
（２）前記有機性排水のＣＯＤ濃度は３０００ｍｇ／Ｌ〜１００００ｍｇ／Ｌであることを特徴とする前記（１）に記載の嫌気性処理方法。
（３）原水を、同時または間欠的に各ガス、液、固液分離部へ通水することを特徴とする前記（１）又は（２）に記載の嫌気性処理方法。
（４）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において、該ガス、液、固液分離部には各々発生ガスをガス利用設備に接続する配管を有し、各ガス液、固液分離部の下部に原水を導入する送液管が接続されていて、該送液管により原水の一部を一番下のガス、液、固液分離部に供給し、原水の残りの部分を上の各ガス、液、固液分離部に供給するように分配し、その分配割合は原水の基質組成、有機物の濃度によりその分配割合を調整して供給し、該送液管はグラニュール汚泥中に位置することにより、ｐＨ調整用のアルカリ剤の消費量を軽減し、安定したメタン発酵を行わせることを特徴とする上向流嫌気性処理装置。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態を説明するが、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。
原水送液管１が連通し、上下を閉塞した筒状のリアクター２を設けてある。リアクター２内部の左右両側壁には、それぞれに一方の端部を固定し、他方の端部を反対側の側壁方向に向かって下降しながら延ばしている邪魔板３を設けてある。邪魔板３は、上下方向に５箇所左右交互に設けてあって、リアクター側壁との間にそれぞれ鋭角の区分スラッジゾーン４ａ〜４ｅを多段に形成している。
リアクター２側壁と邪魔板３との間にできた区分スラッジゾーン４ａ〜４ｅには、図示外のポンプとつながっていてそれぞれの区分スラッジゾーン４ａ〜４ｅに原水を分注する分注管１ａ〜１ｅの吐出口が開口している。区分スラッジゾーン４ａ〜４ｅ上部はＧＳＳ部５を形成し、反応が開始すると発生ガスが集まる気相部５ａには、外部と通じる発生ガス回収配管６の排出口を設けてある。
【０００８】
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から吐き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、こうしたガスを利用する所定の利用設備が設けられている。
また、リアクター２上端には上澄み液を排出する処理水配管９が開口している。
【０００９】
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分注管１ａ〜１ｅからリアクター２の各区分スラッジゾーン４ａ〜４ｅに分注して導入する。これによって原水はＧＳＳ部５の下部に導入される。原水の導入は、各区分スラッジゾーン４ａ〜４ｅに同時に行うか、あるいは間欠的に行う。間欠注入は図示外の一台のポンプを用い、タイマーで流入弁を制御しながら行う。各区分スラッジゾーン４ａ〜４ｅへの通水割合は、流入水の基質組成、有機物の濃度等に応じて調整する。
【００１０】
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。発生したガスは、各区分スラッジゾーン４ａ〜４ｅ上端のＧＳＳ部５に別れて集まり、それぞれに気相部５ａを形成し、発生ガス回収配管６を通じて水封槽７に至る。こうした発生ガスは、ガスメータ８でその排出量が記録され、必要なガス利用設備に送られる。発生ガスの一部は、区分スラッジゾーン４ａ〜４ｅ内でグラニュール汚泥に付着し、その見かけ比重を軽減させるとともに、グラニュール汚泥を同伴してＧＳＳ部５の水面に達する。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され、グラニュール汚泥はもとの比重を回復して水中に潜り、発生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て水はリアクター上端から、処理水配管９を経由して系外に排出される。
【００１１】
各ＧＳＳ部５の気相部５ａのガス圧は異なるので、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は高く保つ必要がある。ガス回収の圧調整は水封槽７を使う方法以外にも多くの方法がある。例えば圧力弁等を使用してもよい。
本発明の嫌気性処理方法では、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。同時に、流入原水を分注するため、各ＧＳＳの液線流速も小さくなる。特に上澄み液として処理水を流出させる処理水配管９に最も近い側の最上段のＧＳＳ部５におけるリアクターの単位断面積当たりのガス量、液線速度が小さくなる。そのため、グラニュール汚泥の系外流出量は非常に少なくすることができる。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれら実施例によって限定されるものではない。
図３，図４に、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系列は原水を分注しない系列（従来法）、Ｂ系列は原水を分注する系列（本発明に基づく案）である。
ここで使用した実験装置は、Ａ系列、Ｂ系列共に８つの区分スラッジゾーン４ａ〜４ｈを有する多段ＵＡＳＢ装置である。リアクター２内には傾斜する邪魔板３を、区分スラッジゾーン４ａ〜４ｈごとに設けてある。区分スラッジゾーン４ａ〜４ｈの上部は、反応が開始すると気泡及び発生ガスが集まる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。リアクター２上部には、上澄み液を放出する処理水管９が接続している。
Ａ系列ではリアクター２下端に原水送液管１が接続し、Ｂ系では複数の区分スラッジゾーン４ａ〜４ｈに原水を分注する分注管１ａ〜１ｄがそれぞれポンプを備えて接続している。
【００１３】
液槽部の有効容量は８リットルある。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は５５℃になるように温度制御されている。なお、Ｂ系の原水分注箇所は４箇所あり、分注比率は流入側から順に４：３：２：１とした。
原水には、アルコール蒸留廃水原液（ＣＯＤ４２０ｇ／リットル）を水道水で希釈し、ＣＯＤ３０００mg／リットルに調整したものに、さらに無機栄養塩（窒素、リン、マグネシウム、カルシウムなど）を添加したものを用いた。アルカリ度の補給としてＮaＨＣＯ₃を１５００mg／リットル添加した。流入ＣＯＤ濃度は連続実験期間中３０００、６０００、８０００、１００００mg／リットルの４段階に設定した。
リアクター２への植種は、中温ＵＡＳＢ汚泥を種汚泥とした。
【００１４】
図５に実験経過とＣＯＤ処理成績の変化を示す。両系列とも処理水ＣＯＤ濃度、処理水有機酸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１００日目まではほぼ同じ負荷で処理ができた。約１００日目以降、ＣＯＤ負荷が１００kg／m³.dとなると、Ａ系列では、処理水ＣＯＤ、処理水有機酸濃度が高くなると同時に、処理水ｐＨの低下が起こった。原水を分注しないＡ系列では、高負荷になると、流入側のＧＳＳで酸発酵により、アルカリが多く消費されるため、後段のＧＳＳのｐＨも低くなり、メタン発酵処理が不安定となることが分かった。このため、ＣＯＤ容積負荷を７５kg／m³.dに下げた。一方、Ｂ系列ではＣＯＤ負荷が１００kg／m³.dにおいて、安定した処理ができた。
表１に定常状態における処理成績の比較を示す。
【００１５】
【表１】

【００１６】
本発明に基づくＢ系列ではＣＯＤ負荷１００kg／m³.d、ＣＯＤ除去率９５％、処理水ＶＳＳ２００〜３００mg／リットル処理水ｐＨ７．５であった。一方、Ａ系列の従来法ではＣＯＤ負荷７５kg／m³.d、ＣＯＤ除去率８５〜９０％、処理水ＶＳＳ４００〜５００mg/リットル、処理水ｐＨ６．５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負荷で安定したＣＯＤ除去率を得ることができた。
Ｂ系列の本発明に基づく方法では、従来法より高いＣＯＤ容積負荷で運転しているにもかかわらず、処理水ＣＯＤ処理成績が安定していた。また、処理水ＶＳＳ濃度も従来法より低く、ＵＡＳＢ槽内におけるグラニュール汚泥量も安定して維持できていた。
【００１７】
【発明の効果】
本発明では、原水を二つ以上に分配し、各ガス、液、固液分離部の下部にそれを通水するから、有機物濃度が高くなった時に必要になるｐＨ調整用のアルカリ剤の消費量を軽減し、一定負荷条件下で流入有機物濃度が低くなり供給廃水量が増加した時でも安定したメタン発酵処理を行うことのできる嫌気性処理方法とそのような装置を提供することができる。高い有機物負荷のＵＡＳＢの運転においても安定した有機物処理成績が得られる。
【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である。
【図２】従来の上向流嫌気性処理装置を例示した模式図である。
【図３】実験に用いた従来の上向流嫌気性処理装置の概要を示した図である。
【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示した図である。
【図５】実験経過とＣＯＤ処理成績の変化を示す図である。
【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
５ＧＧＳ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 relates to an anaerobic sludge bed treatment method and apparatus for detoxifying organic waste water or organic waste discharged from various factories, sewage, human waste, livestock industry facilities, etc. More specifically, the present invention relates to an upward flow anaerobic sludge bed processing method and apparatus having multiple stages of gas, liquid, and solid-liquid separation sections (hereinafter also referred to as GSS sections).
[0002]
[Prior art]
Organic wastewater or organic waste may be decomposed by anaerobic treatment. As such a decomposition treatment method, for example, there is an upward flow anaerobic sludge bed method (hereinafter also referred to as UASB). This is a method that has become widespread in recent years. It is characterized by maintaining a high concentration of methane bacteria in the reactor by granulating anaerobic bacteria such as methane bacteria into granules. Even when the concentration of the organic matter in it is considerably high, it can be processed efficiently. For example, in an apparatus embodying this method, COD _cr (hereinafter referred to as COD) measured with potassium dichromate as an oxidizing agent operates efficiently even with wastewater and waste with a volumetric load of 10 to 15 kg / m ³ .d. There is a feature that you can.
[0003]
There are two types of anaerobic bacteria that are anaerobically treated for organic wastewater and organic waste, depending on the environmental temperature. For example, there are mesophilic anaerobic bacteria whose optimum temperature is an intermediate temperature range of 30 to 35 ° C., and high temperature anaerobic bacteria whose optimum temperature is a high temperature range of 50 to 55 ° C. On the other hand, in the case of the UASB method using the action of these anaerobic bacteria, the amount of gas generated increases as the load of organic matter to be decomposed increases (for example, the COD volumetric load is 15 kg / m ³ .d or more). At this time, unless the gas is surely removed from the reactor at any time, the outflow of granulated sludge becomes noticeable due to the blowing out of the gas, and it is difficult to keep the granular sludge in the reactor. Become.
[0004]
As a countermeasure against such a case, a method has been proposed in which the processing apparatus itself is multi-staged and the generated gas is dispersed and discharged out of the system. FIG. 2 is a schematic diagram of a multi-stage anaerobic treatment apparatus (cited reference: G. Lettinga (1995) Anaerrobic digestion and wastewater treatment system. Antonie van Leeuwenhoek 67: 3-28). A plurality of baffle plates 3 are provided inside a cylindrical reactor 2 having a raw water inflow pipe 1 connected to the lower end, and divided sludge zones 4a to 4e each having a sludge zone are formed in multiple stages. Each upper end corner of each of the divided sludge zones 4a to 4e forms a GSS portion 5, and a generated gas recovery pipe 6 is connected to the gas phase portion 5a in which the reaction gas collects when the reaction starts. The generated gas recovery pipe 6 leads to an external water seal tank 7.
In the multistage UASB apparatus, the gas generated by the decomposition reaction can be divided from the plurality of GSS units 5 and discharged out of the system, so that the granular sludge can be prevented from flowing out of the GSS unit 5 above the reactor 2. For this reason, the granular sludge can be maintained at a high concentration in the reactor 2, and wastewater and waste can be treated with a high COD volumetric load (15 kg / m ³ .d or more).
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the multistage UASB apparatus still has the following problems.
(1) When the organic matter concentration of the influent water becomes high, it is necessary to adjust the pH by circulating an alkali agent or treated water at the upstream of the reactor.
(2) The higher the concentration of organic matter, the greater the amount of alkali required during pH adjustment.
(3) Since the gas is dispersed and discharged out of the system, the liquid flow velocity for each GSS is the same, so the liquid flow velocity increases when the concentration of inflowing organic matter decreases under a constant load condition. The amount of granular sludge in the reactor cannot be stably maintained.
Therefore, the present invention reduces the consumption of alkaline agent for pH adjustment required when the organic matter concentration becomes high, reduces the inflow organic matter concentration, and stabilizes the methane fermentation treatment even when the supply wastewater amount increases. It is an object of the present invention to provide an anaerobic treatment method and an apparatus capable of performing the above.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The above object can be achieved by the following means.
(1) In a method of treating organic wastewater with an upflow anaerobic sludge bed apparatus having multiple stages of gas, liquid, and solid-liquid separation units, a feed pipe for raw water is provided below each gas, liquid, and solid-liquid separation unit The liquid feed pipe is located in the granular sludge, and a part of the raw water is supplied to the lowest gas, liquid, and solid-liquid separation part by the liquid feed pipe , and the remaining part of the raw water is supplied. Distribute the gas, liquid, and solid / liquid separation unit to supply the water, and adjust the distribution ratio according to the substrate composition of raw water and the concentration of organic matter. An anaerobic treatment method characterized by reducing consumption of an alkaline agent for pH adjustment and causing stable methane fermentation .
(2) The anaerobic treatment method according to (1), wherein the organic waste water has a COD concentration of 3000 mg / L to 10000 mg / L.
(3) The anaerobic treatment method according to (1) or (2), wherein raw water is passed simultaneously or intermittently to each gas, liquid, and solid-liquid separation unit.
(4) In an upflow anaerobic sludge bed treatment apparatus having gas, liquid, and solid-liquid separation sections in multiple stages, each of the gas, liquid, and solid-liquid separation sections has piping for connecting the generated gas to gas utilization equipment. In addition, a liquid supply pipe for introducing raw water is connected to the lower part of each gas liquid and solid-liquid separation section, and a part of the raw water is supplied to the lowest gas, liquid, and solid-liquid separation section by the liquid supply pipe. Then, the remaining portion of the raw water is distributed so as to be supplied to each gas, liquid, and solid-liquid separation section above, and the distribution ratio is adjusted by adjusting the distribution ratio according to the substrate composition of the raw water and the concentration of organic matter, An upflow anaerobic treatment apparatus characterized in that the liquid feed pipe is located in granular sludge, thereby reducing consumption of an alkaline agent for pH adjustment and allowing stable methane fermentation to be performed .
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, although an embodiment is described, the present invention is not limited to this.
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.
A cylindrical reactor 2 in which the raw water feed pipe 1 communicates and is closed at the top and bottom is provided. The left and right side walls inside the reactor 2 are provided with baffle plates 3 that are fixed to one end and extend while descending toward the opposite side wall. The baffle plates 3 are alternately provided at five locations in the vertical direction on the left and right sides, respectively, and acute-angled divided sludge zones 4a to 4e are formed in multiple stages between the baffle plates 3 and the reactor side walls.
Dispensing pipes 1a to 1e, which are connected to a pump (not shown) and dispense raw water to the respective sludge zones 4a to 4e, are provided between the side walls of the reactor 2 and the baffle plate 3. The discharge port is open. The upper part of each of the divided sludge zones 4a to 4e forms a GSS section 5, and an outlet of the generated gas recovery pipe 6 communicating with the outside is provided in the gas phase section 5a where the generated gas collects when the reaction starts.
[0008]
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 the water sealing tank 7 is provided with a gas meter 8 for measuring the flow rate of the gas discharged from the generated gas recovery pipe 6. A predetermined utilization facility for utilizing such gas is provided at the tip of the gas meter 8.
Further, a treated water pipe 9 for discharging the supernatant liquid is opened at the upper end of the reactor 2.
[0009]
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. Intended for processing. Granule sludge composed of anaerobic bacteria is introduced, and raw water containing organic waste is dispensed from the pipes 1a to 1e to the respective sludge zones 4a to 4e of the reactor 2 for introduction. As a result, the raw water is introduced into the lower part of the GSS unit 5. The raw water is introduced into each of the divided sludge zones 4a to 4e simultaneously or intermittently. Intermittent injection is performed using a single pump (not shown) while controlling the inflow valve with a timer. The ratio of water flow to each sludge zone 4a-4e is adjusted according to the substrate composition of inflow water, the density | concentration of organic substance, etc.
[0010]
In the reactor 2, organic waste is decomposed by the presence of granule sludge made of anaerobic bacteria, and decomposed gas is generated. The generated gas is gathered separately in the GSS section 5 at the upper end of each of the divided sludge zones 4a to 4e, forms a gas phase section 5a in each, and reaches the water seal tank 7 through the generated gas recovery pipe 6. The amount of such generated gas is recorded by the gas meter 8 and sent to the necessary gas utilization facility. A part of the generated gas adheres to the granular sludge in the divided sludge zones 4a to 4e, reduces the apparent specific gravity, and accompanies the granular sludge and reaches the water surface of the GSS section 5. Such generated gas forms bubbles and temporarily stays in the water surface bubble portion 5b. The air bubbles gathered in the water surface bubble portion 5b eventually burst, and the generated gas and granulated sludge are separated, and the granular sludge recovers its original specific gravity and is submerged in the water. It is discharged out of the system via the sealing tank 7. The organic matter is decomposed and clarified, and water is discharged from the upper end of the reactor to the outside of the system via the treated water pipe 9.
[0011]
Since the gas pressure in the gas phase part 5 a of each GSS part 5 is different, 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 the method using the water-sealed tank 7. For example, a pressure valve or the like may be used.
In the anaerobic treatment method of the present invention, the generated gas generated in each divided sludge zone can be recovered, so that the amount of generated gas per unit cross-sectional area of the reactor is reduced. At the same time, since the inflow raw water is dispensed, the liquid flow velocity of each GSS is also reduced. In particular, the gas amount per unit cross-sectional area of the reactor and the liquid linear velocity in the uppermost GSS section 5 on the side closest to the treated water pipe 9 through which treated water flows out as a supernatant liquid are reduced. Therefore, the outflow amount of granule sludge can be very reduced.
[0012]
【Example】
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
3 and 4 show an outline of the apparatus used for the experiment of the multi-stage anaerobic treatment method. The A series is a series that does not dispense raw water (conventional method), and the B series is a series that dispenses raw water (plan based on the present invention).
The experimental apparatus used here is a multistage UASB apparatus having eight divided sludge zones 4a to 4h for both the A series and the B series. An inclined baffle plate 3 is provided in the reactor 2 for each of the divided sludge zones 4a to 4h. The upper part of each of the divided sludge zones 4a to 4h has a GSS part 5 where bubbles and generated gas collect when the reaction starts, and a discharge port of the generated gas recovery pipe 6 communicating with the outside is provided at the upper end thereof. A treated water pipe 9 for discharging the supernatant liquid is connected to the upper part of the reactor 2.
In the A series, the raw water feed pipe 1 is connected to the lower end of the reactor 2, and in the B system, the pipes 1a to 1d for dispensing the raw water to the plurality of divided sludge zones 4a to 4h are respectively connected with a pump.
[0013]
The effective capacity of the liquid tank is 8 liters. 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 temperature of the reactor 2 is controlled to 55 ° C. In addition, there were four places of B-type raw water injection, and the dispensing ratio was 4: 3: 2: 1 in order from the inflow side.
The raw water used was an alcohol distillation wastewater stock solution (COD 420 g / liter) diluted with tap water and adjusted to COD 3000 mg / liter, and further added with inorganic nutrient salts (nitrogen, phosphorus, magnesium, calcium, etc.). . As a replenishment of alkalinity, NaHCO ₃ was added at 1500 mg / liter. The inflow COD concentration was set in four stages of 3000, 6000, 8000, and 10,000 mg / liter during the continuous experiment.
For seeding into the reactor 2, medium temperature UASB sludge was used as seed sludge.
[0014]
FIG. 5 shows changes in the experimental process and COD treatment results. In both systems, the organic substance load was gradually increased while observing the treated water COD concentration and the treated water organic acid concentration. The treatment was possible under almost the same load until the 100th day after the experiment. After about 100 days, when the COD load became 100 kg / m ³ .d, the treated water COD and treated water organic acid concentrations increased and the treated water pH decreased in the A series. In the A series in which raw water is not dispensed, when the load is high, a large amount of alkali is consumed by acid fermentation in the inflow side GSS, so the pH of the subsequent GSS also becomes low, and the methane fermentation treatment may become unstable. I understood. For this reason, the COD volumetric load was lowered to 75 kg / m ³ .d. On the other hand, in the B series, stable treatment was possible at a COD load of 100 kg / m ³ .d.
Table 1 shows a comparison of processing results in steady state.
[0015]
[Table 1]

[0016]
In the B series based on the present invention, the COD load was 100 kg / m ³ .d, the COD removal rate was 95%, and the treated water VSS was 200 to 300 mg / liter treated water pH 7.5. On the other hand, in the conventional method of the A series, the COD load was 75 kg / m ³ .d, the COD removal rate was 85 to 90%, the treated water VSS was 400 to 500 mg / liter, and the treated water pH was 6.5. Thus, the method based on the present invention was able to obtain a stable COD removal rate with a higher COD load than the conventional method.
In the method based on the present invention of the B series, the COD treatment result of the treated water was stable even though the COD volumetric load was higher than that of the conventional method. Moreover, the treatment water VSS density | concentration was also lower than the conventional method, and the granular sludge amount in a UASB tank was able to be maintained stably.
[0017]
【The invention's effect】
In the present invention, raw water is divided into two or more, and water is passed through the lower part of each gas, liquid, and solid-liquid separation unit. Therefore, consumption of alkaline agent for pH adjustment that is required when the concentration of organic substances becomes high It is possible to provide an anaerobic treatment method and such an apparatus that can reduce the amount and perform a stable methane fermentation treatment even when the inflow organic matter concentration becomes low under a constant load condition and the amount of supplied wastewater increases. Stable organic matter processing results can be obtained even in the operation of UASB with high organic matter load.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view illustrating an embodiment of an upward flow anaerobic treatment apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view illustrating a conventional upward flow anaerobic treatment apparatus.
FIG. 3 is a diagram showing an outline of a conventional upward flow anaerobic treatment apparatus used in an experiment.
FIG. 4 is a diagram showing an outline of the upward flow anaerobic treatment apparatus of the present invention used in the experiment.
FIG. 5 is a diagram showing a change in experimental progress 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 GGS 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

有機性排水をガス、液、固液分離部を多段に有する上向流嫌気性汚泥床装置により処理する方法において、各ガス、液、固液分離部の下部に原水の送液管を接続し、該送液管は、グラニュール汚泥中に位置し、該送液管により原水の一部を一番下のガス、液、固液分離部に供給し、原水の残りの部分を上の各ガス、液、固液分離部に供給するように分配し、その分配割合は原水の基質組成、有機物の濃度により調整して、各ガス、液、固液分離部の下部に通水することにより、ｐＨ調整用のアルカリ剤の消費量を軽減し、安定したメタン発酵を行わせることを特徴とする嫌気性処理方法。In a method of treating organic wastewater with an upflow anaerobic sludge bed system having multiple stages of gas, liquid, and solid-liquid separation units, a feed pipe for raw water is connected to the lower part of each gas, liquid, and solid-liquid separation unit. The liquid feed pipe is located in the granular sludge, and a part of the raw water is supplied to the lowermost gas, liquid, and solid-liquid separation part by the liquid feed pipe , and the remaining part of the raw water is supplied to each of the above. Distribute the gas, liquid, and solid-liquid separation unit so that the distribution ratio is adjusted according to the substrate composition of raw water and the concentration of organic matter, and pass through each gas, liquid, and solid-liquid separation unit. An anaerobic treatment method characterized by reducing consumption of an alkaline agent for pH adjustment and causing stable methane fermentation .

前記有機性排水のＣＯＤ濃度は３０００ｍｇ／Ｌ〜１００００ｍｇ／Ｌであることを特徴とする請求項１に記載の嫌気性処理方法。 2. The anaerobic treatment method according to claim 1, wherein a COD concentration of the organic waste water is 3000 mg / L to 10000 mg / L.

原水を、同時または間欠的に各ガス、液、固液分離部へ通水することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の嫌気性処理方法。 The anaerobic treatment method according to claim 1 or 2, wherein raw water is passed through each gas, liquid, and solid-liquid separation section simultaneously or intermittently.

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において、該ガス、液、固液分離部には各々発生ガスをガス利用設備に接続する配管を有し、各ガス液、固液分離部の下部に原水を導入する送液管が接続されていて、該送液管により原水の一部を一番下のガス、液、固液分離部に供給し、原水の残りの部分を上の各ガス、液、固液分離部に供給するように分配し、その分配割合は原水の基質組成、有機物の濃度によりその分配割合を調整して供給し、該送液管はグラニュール汚泥中に位置することにより、ｐＨ調整用のアルカリ剤の消費量を軽減し、安定したメタン発酵を行わせることを特徴とする上向流嫌気性処理装置。In the upward flow anaerobic sludge bed treatment apparatus having gas, liquid, and solid-liquid separation sections in multiple stages, each of the gas, liquid, and solid-liquid separation sections has pipes that connect the generated gas to gas utilization equipment, A liquid feed pipe for introducing raw water is connected to the lower part of the gas liquid and solid-liquid separation part, and a part of the raw water is supplied to the lowermost gas, liquid and solid-liquid separation part by the liquid feed pipe. The remaining portion is distributed so as to be supplied to each gas, liquid, and solid-liquid separation unit, and the distribution ratio is adjusted by adjusting the distribution ratio according to the substrate composition of the raw water and the concentration of organic substances, An upflow anaerobic treatment apparatus characterized by reducing the consumption of alkaline agent for pH adjustment and allowing stable methane fermentation to be performed by positioning the pipe in the granular sludge.