JP4299168B2 - 嫌気性処理装置 - Google Patents

Description

本発明は嫌気性処理装置に関する。

嫌気性処理装置においては、嫌気性処理槽中の菌体の生物活性が硫化水素によって阻害されないよう嫌気性処理槽に導入する被処理水の硫黄化合物（例えば硫酸等）の濃度は低く抑えることが好ましい。従来、嫌気性処理槽の前段の調整槽において被処理水をメタンガス等で曝気し、硫黄化合物の還元により生成された硫化水素の濃度を低減させ、結果として嫌気性処理槽に導入する被処理水の硫黄化合物濃度を低減させた嫌気性処理装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平７−１４８４９５号公報

しかしながら、特許文献１の嫌気性処理装置において、調整槽では硫黄化合物の硫化水素への還元はあまり起こらないので、調整槽の被処理水においては硫化水素濃度が比較的低い。従って、被処理水中の硫化水素をメタンガス等での曝気により取り除くことで硫黄化合物を多少低減することはできても、大部分の硫黄化合物は取り除かれないので、調整槽での被処理水の脱硫の効率はあまり高くない。このため、上記嫌気性処理装置では、嫌気性処理槽に導入する被処理水の硫黄化合物濃度を充分に低減することができず、嫌気性処理槽中の菌体の生物活性を充分に高めることができないという問題があった。

そこで、本発明は、嫌気性処理槽中の菌体の生物活性を充分に高め、効率のよい嫌気性処理を行うことが可能な嫌気性処理装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の嫌気性処理装置は、被処理水を酸生成菌で処理する酸生成槽と、酸生成槽で処理された処理液を嫌気性処理する嫌気性処理槽と、嫌気性処理槽で発生したガスを脱硫処理する脱硫装置と、嫌気性処理槽で処理された嫌気性処理液を脱硫装置で処理された処理ガスに接触させて脱硫処理する気液接触装置と、気液接触装置で処理された脱硫処理液の一部を後段へ供給する供給路と、脱硫処理液の残りの一部を酸生成槽へ返送する返送路と、を備え、 供給路における脱硫処理液の流量と返送路における脱硫処理液の流量との流量比を調節することにより酸生成槽の硫黄化合物濃度が調節されることを特徴とする。

この嫌気性処理装置によれば、嫌気性処理槽で処理された嫌気性処理水が気液接触装置において気液接触される。嫌気性処理水は、嫌気性処理槽中での硫黄化合物の還元反応により硫化水素濃度が高くなっているので、気液接触装置における脱硫の効率が高く、硫化水素濃度が低減された脱硫処理水が得られる。この脱硫処理水の一部が再び酸生成槽に戻されるので、被処理水が酸生成槽中で希釈され、嫌気性処理槽へ導入される被処理水の硫黄化合物濃度が低く抑えられる。

本発明によれば、嫌気性処理槽中の菌体の生物活性を充分に高め、効率のよい嫌気性処理を行うことが可能な嫌気性処理装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、同一要素には同一符号を用い、重複する説明は省略する。

図１は、本発明の実施形態に係る嫌気性処理装置１の構成を示す図である。嫌気性処理装置１は、硫黄化合物を含む有機性排水を処理する処理装置であり、図に示すようにこの嫌気性処理装置１は、酸生成槽３と嫌気性処理槽５と脱硫装置７と気液接触装置９とガスホルダー１１とを備えている。

酸生成槽３は、槽内に酸生成菌を保持しており、導入される被処理水中の有機物を酸生成菌の働きで分解して低級脂肪酸を生成する槽である。酸生成槽３には、被処理水を導入するラインＬ１と、処理された処理液を嫌気性処理槽５へ送るラインＬ２とが接続されている。

嫌気性処理槽５は、槽内にメタン生成菌等の嫌気性菌を含むグラニュール汚泥５１を保持しており、酸生成槽３から送られた処理液中の低級脂肪酸をメタン生成菌によって分解し、メタンガス等を発生させる槽である。嫌気性処理槽５としては、例えば上向流式の嫌気性処理槽が用いられる。上向流式の嫌気性処理槽としては、例えば上向流嫌気汚泥床（ＵＡＳＢ＝Upflow Anaerobic Sludge Blanket）式、上向流嫌気流動床（ＥＧＳＢ＝Expanded Granular Sludge Bed）式、固定床式のものが挙げられる。これらを用いるのは、容積負荷が高く、嫌気性処理槽５の小型化が可能であるという理由による。これらのうち、より容積負荷が高い点から、好ましくはＵＡＳＢ式、ＥＧＳＢ式の嫌気性処理槽が用いられる。なお、図１には、ＵＡＳＢ式の嫌気性処理槽５が示されている。嫌気性処理槽５には、酸生成槽３からの処理液を導入するラインＬ２と、処理後の嫌気性処理液を気液接触装置９へ送るラインＬ３と、槽内で発生したガスを脱硫装置７へ送るラインＬ１１とが接続されている。

脱硫装置７は、導入されたガスから硫化水素ガスを除去する装置である。例えば、脱硫装置７としては、硫化水素ガスを吸着する吸着剤７１を保持する乾式脱硫装置が用いられ、嫌気性処理槽５から送られたガスを吸着剤７１と接触させることにより、硫化水素ガスを吸着剤に吸着させて除去する。この吸着剤７１としては、例えば酸化鉄含有の脱硫剤が用いられる。脱硫装置７には、嫌気性処理槽５からガスを導入するラインＬ１１と、脱硫された処理ガスを気液接触装置９へ送るラインＬ１２とが接続されている。なお、ここでは脱硫装置７として乾式脱硫装置の例を挙げたが、脱硫装置７としては湿式脱硫装置あるいは生物式脱硫装置が併用されてもよい。

気液接触装置９は、嫌気性処理槽５で処理された嫌気性処理液と脱硫装置７からの処理ガスとを気液接触させ、嫌気性処理液から硫化水素を除去する装置である。例えば、気液接触装置９は、嫌気性処理液を貯留する貯留部９１と、貯留部下部に処理ガスを吹き込むガス導入部９３を有している。この場合、気液接触装置９内では、ガス導入部９３から吹き込まれた処理ガスが気泡となって貯留部を上昇しながら貯留部９１中の嫌気性処理液と接触し、嫌気性処理液中に溶存している硫化水素が気体となって処理ガス中に移行することにより嫌気性処理液から硫化水素が除去される。気液接触装置９には、嫌気性処理槽５からの嫌気性処理液を導入するラインＬ３と、硫化水素が除去された嫌気性処理液を脱硫処理液として排出するラインＬ４と、脱硫装置７からのガスをガス導入部９３へ送るラインＬ１２と、気液接触後のガスを排出しガスホルダー１１へ送るラインＬ１３とが接続されている。

ガスホルダー１１は、ラインＬ１３から送られるガスを貯留するとともに、ラインＬ１４へガスを送り出す機能を有する。ラインＬ１４から排出されたガスは、例えば、資源として再利用され、又は焼却により処理される。

ラインＬ４は、脱硫処理液の一部を嫌気性処理装置１の後段の処理装置（図示せず）へ供給する供給路としてのラインＬ５と、脱硫処理液の残りの一部を酸生成槽３へ返送する返送路としてのラインＬ６と、に分岐している。上記後段の処理装置としては、好気性処理装置等が用いられる。

以下、上記した嫌気性処理装置１の作用及び効果について説明する。まず、硫酸等の硫黄化合物を含む有機性の被処理水がラインＬ１を通じて酸生成槽３へ導入される。酸生成槽３では被処理水中の有機物が低級脂肪酸へと分解される。酸生成槽３で処理された処理液はラインＬ２を通じて嫌気性処理槽５へ送られる。嫌気性処理槽５においては、メタン生成菌により低級脂肪酸等が分解され、メタン及び二酸化炭素が発生すると共に硫黄化合物の還元反応により硫化水素が発生する。硫化水素は嫌気性処理槽５内において気体として発生すると共に、処理液中にも溶存する。すなわち、嫌気性処理槽５においては、処理液中の硫酸等の硫黄化合物の還元が促進され、硫化水素として存在する割合が増加することとなる。上記の嫌気性処理槽５で発生したガスはメタンガス、二酸化炭素、硫化水素ガスを主成分とする混合ガスであり、ラインＬ１１を通じて脱硫装置７へ送られる。脱硫装置７ではこれらの混合ガス中から硫化水素ガスが除去されるので処理後の処理ガスは硫化水素ガスが希薄となったメタンガス、二酸化炭素を主成分とする混合ガスとなり、ラインＬ１２を通じて気液接触装置９へ送られる。

一方、嫌気性処理槽５で処理された嫌気性処理液はラインＬ３を通じて気液接触装置９へ送られ、処理ガスと接触する。このとき、処理ガスは脱硫装置７での処理により硫化水素ガスが希薄とされているので、気液接触装置９では嫌気性処理液中に溶存する硫化水素が効率よくガスとなって処理ガス中に移行する。このように、嫌気性処理液中の硫化水素が効率よく除去され、硫黄分が希薄となった脱硫処理液としてラインＬ４に排出される。なお、嫌気性処理液中の硫黄化合物は上述の通り硫化水素として存在する割合が増加しており、この硫化水素は気液接触によって取り除かれるので、気液接触装置９においては硫黄化合物の除去が効率よく行われることとなる。

ラインＬ４からの脱硫処理液は、一部がラインＬ５を通じて後段の処理へ供給されると共に、残りの一部がラインＬ６を通じて酸生成槽３へ再び返送される。このように硫黄分が希薄となった脱硫処理液が酸生成槽３内の被処理水と混合されるので、全体として被処理水の硫黄化合物濃度が低くなる。よって、ラインＬ２を通じて嫌気性処理槽５に導入される被処理水の硫黄化合物濃度が低く抑えられる。その結果、上記嫌気性処理装置１によれば、嫌気性処理槽５中の菌体の生物活性を充分に高め、効率のよい嫌気性処理を行うことが可能となる。

また、嫌気性処理装置１によれば、ラインＬ５とラインＬ６との流量比を調節することにより、酸生成槽３中の硫黄化合物濃度を調節することができ、ラインＬ２を通じて嫌気性処理槽５に導入される被処理水の硫黄化合物濃度を制御することが可能となる。

また、この嫌気性処理装置１によれば、ラインＬ５を通じて後段へ送られる処理水が、気液接触装置９で処理され硫黄化合物濃度が低減されているので、例えば好気性処理といった後段の処理における負荷が低く抑えられる。

また、この嫌気性処理装置１では、気液接触装置９においては、ガス導入部９３から吹き込む気体として、嫌気性処理槽５で発生した混合ガスを処理した処理ガスを用いている。この処理ガスはメタンガス、二酸化炭素が主成分であり酸素をほとんど含んでいないので、外部の空気をガス導入部９３から吹き込む場合に比して、ラインＬ６を通じて酸生成槽３へ返送される脱硫処理液に酸素が含有されることが抑制され、嫌気性処理槽５に阻害物質である酸素が導入されることを防止することができる。

嫌気性処理装置の構成を示す図である。

符号の説明

１…嫌気性処理装置、３…酸生成槽、５…嫌気性処理槽、７…脱硫装置、９…気液接触装置、Ｌ５…ライン（供給路）、Ｌ６…ライン（返送路）。

Claims (1)

1. 被処理水を酸生成菌で処理する酸生成槽と、
   前記酸生成槽で処理された処理液を嫌気性処理する嫌気性処理槽と、
   前記嫌気性処理槽で発生したガスを脱硫処理する脱硫装置と、
   前記嫌気性処理槽で処理された嫌気性処理液を前記脱硫装置で処理された処理ガスに接触させて脱硫処理する気液接触装置と、
   前記気液接触装置で処理された脱硫処理液の一部を後段へ供給する供給路と、
   前記脱硫処理液の残りの一部を前記酸生成槽へ返送する返送路と、
   を備え、
   前記供給路における前記脱硫処理液の流量と前記返送路における前記脱硫処理液の流量との流量比を調節することにより前記酸生成槽の硫黄化合物濃度が調節されることを特徴とする嫌気性処理装置。
   

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