JPH03270792A

JPH03270792A - 嫌気性水処理装置

Info

Publication number: JPH03270792A
Application number: JP2068131A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Shibazaki; 柴崎　和夫; Shigeru Kobayashi; 茂小林; Ryosuke Miura; 良輔三浦
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-03-20
Filing date: 1990-03-20
Publication date: 1991-12-02

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的コ（産業上の利用分野）本発明は硫酸根が多量に含まれている廃水の処理に好適
な嫌気性水処理装置に関する。

（従来の技術）嫌気性細菌であるメタン発酵細菌を用いた嫌気性水処理
方法は、好気性細菌を用いた活性汚泥法などと比較して
、余剰汚泥発生量か少ないこと、曝気のための動力が不
要であること、メタンが発生するためエネルギー回収が
可能であること、等の利点がある。

しかし、一方では、有機物の分解速度が遅く、処理時間
が長くかかるという欠点がある。

そこで、かかる欠点を改善するために、メタン発酵細菌
の高濃度化を行い、処理時間の短縮を図った嫌気性水処
理装置が提案され、主に産業廃水などの高濃度廃水を対
象として実用化されつつある。

これらの装置としては、担体の表面などにメタン発酵細
菌を付着固定化した流動床型および固定床型水処理装置
やメタン発酵細菌を自己造粒化した生物床架（ＵＡＳＢ
型）水処理装置が知られている。

ところで、被処理水である廃水中に硫酸根が含まれてい
ると、硫酸還元菌の作用によって反応槽内で硫酸根が還
元され、硫化水素か生成される。

液相に溶存している硫化水素はメタン発酵細菌に対して
阻害作用を及はす。特に脂肪酸などをメタンまで分解す
るメタン生成菌は硫化水素に対する耐性が非常に低い。

このため硫酸根を高濃度に含む廃水は、通常の嫌気性水
処理方法では、処理し得なかった。そこで、このような
場合には、二相式嫌気性処理法か採られている。

この二相式嫌気性処理法を用いた装置の概略構成を第２
図に示す。

硫酸根が含まれた廃水は原水ポンプ１０１によって先ず
酸生成槽１０２に流入される。

酸生成槽１０２内には、嫌気性細菌として酸生成菌と硫
酸還元菌か保持されており、酸生成菌の作用によって廃
水中の有機物は可溶化されおよび分解を受け、主に低分
子の脂肪酸まで分解される。

また、同時に酸生成槽１０２では、硫酸還元菌の作用に
よって廃水に含まれている硫酸根か硫化水素に還元され
る。発生した硫化水素は大部分ガスとなり発酵ガス管路
１０３を介して酸生成槽１０２から除かれる。

しかし、一部の硫化水素は溶存したり、イオン化し液相
に残存する。この溶存硫化水素かメタン発酵細菌を阻害
するが、酸生成槽］０２での反応が支障なく進行するの
は、酸生成菌の硫化水素耐性がメタン生成菌に比べ相当
大きいためと考えられている。

酸生成槽１０２で低分子の脂肪酸まで分解された酸生成
槽処理水はポンプ井１０４を介して移送ポンプ１０５に
よりメタン生成槽１０６に流入され、このメタン生成槽
１０６内で主にメタン生成菌と呼ばれる嫌気性細菌の作
用を受けてメタンと炭酸ガスに分解される。

発生したメタン、炭酸ガスなどの発酵ガスは発酵ガス管
路１０３を介して取り出され、脱硫装置１０７で硫化水
素が除去された後、ガスタンク１０８に一度貯留される
。その後、ボイラなどの燃料として有効利用される。

メタン生成槽１０６には、硫化水素が溶存している酸生
成槽処理水が流入するが、このメタン生成槽１０６では
硫化水素の生成はほとんどなく、また、気相へ移行する
ため、溶存硫化水素濃度は小さくなり、メタン生成菌へ
の阻害も少ない。このため比較的高濃度の硫酸根を含ん
でいる廃水でも良好に処理を行うことかできる。

（発明が解決しようとする課題）上述した従来の嫌気性水処理装置では、基本的には気相
の硫化水素を除去して気液平衡をずらし、液相に溶存し
ている硫化水素を気相に移行させることによって、メタ
ン生成菌に阻害を及はす溶存硫化水素濃度を低減させる
方法である。

しかしながら、廃水に含まれる硫酸根濃度が非常に高い
場合には、溶存硫化水素を十分に低減することが難しく
、メタン生成菌を阻害し、良好な処理を行うことができ
なかった。

また、廃水中に含まれている硫酸根濃度が小さくメタン
生成菌に対して阻害を及はさない程度でも、上述した従
来装置では溶存硫化水素を十分には低減てきないため、
処理水から悪臭を放ち、環境汚染の問題かあった。

さらに、このような硫化水素か溶存された処理水を好気
性処理で仕上げ処理する場合には、曝気によって液相の
硫化水素が酸化され、硫化物となるため、仕上げ処理の
処理水が白濁するという問題があった。

さらに、この曝気工程では硫化水素の酸化に酸素が消費
されるため、その分曝気風量を増大しなければならず、
仕上げ処理のランニングコストが増大するという欠点が
あった。

さらに、上記二相式嫌気性水処理装置では、反応槽が酸
生成槽１０２とメタン生成槽１０６の２つになること、
また酸生成槽１０２、メタン生成槽１０６で菌体のキャ
リーオーバが起る場合には沈殿槽を設置して回収し、そ
れぞれの槽へ返送する必要があること、などのために維
持管理が非常に繁雑であるという欠点があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、簡単な装置
構成であっても、反応槽で生成した発酵ガス中の硫化水
素をほぼ完全に除去できる嫌気性水処理装置を提供する
ことを目的とする。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）上記目的を達成するために、請求項（１〉記載の嫌気性
水処理装置は、嫌気性細菌を内部に保持し、導入された
廃水を浄化する反応槽と、反応槽上部の気相部に一端を
開口し、反応槽内の液相部に他端を開口して前記気相部
中の発酵ガスを抜き取る発酵ガス循環管路と、発酵ガス
循環管路上に配設され、抜き取られた発酵ガスを脱硫す
る脱硫装置と、発酵ガス循環管路上に配設され、脱硫さ
れた発酵ガスを前記液相部中に排出するためのブロワと
、を備えたことを特徴とする。

また、請求項（２）記載の嫌気性水処理装置は、嫌気性
細菌を内部に保持し、導入された廃水を浄化する反応槽
と、この反応槽から溢流した処理水を貯留するとともに
、貯留された処理水の一部を反応槽下部へ循環させるた
めの処理水槽と、この処理水槽上部の気相部に一端を開
口し、処理水槽内の液相部に他端を開口して前記気相部
中の発酵ガスを抜き取る発酵ガス循環管路と、この発酵
ガス循環管路上に配設され、抜き取られた発酵ガスを脱
硫する脱硫装置と、発酵ガス循環管路上に配設され、脱
硫された発酵ガスを前記液相部中に排出するためのブロ
ワと、を備えたことを特徴とする。

（作用）廃水中の有機物が分解されて発生する発酵ガスを、上記
請求項（１）記載の装置では、反応槽上部の気相部から
発酵ガスを抜き取り、含有する硫化水素を脱硫装置によ
って除去する。

次にこの脱硫した発酵ガスを反応槽液相部へ循環し曝気
して溶存硫化水素をストリッピングにより気相へ移送さ
せ液相から除去する。気相へ移行した硫化水素は前記脱
硫装置によって気相から除去される。この過程を繰り返
すことにより、溶存硫化水素をほぼ完全に除去できる。

また、請求項（２）記載の装置では、上記脱硫過程を処
理水槽中で行うようにし、脱硫後の処理水の一部を反応
槽下部に循環させ、これを繰り返すことにより溶存硫化
水素を除去する。

（実施例）第１図は本発明に係る嫌気性水処理装置の一実施例を示
している。

廃水は原水ポンプ１によって反応槽２の下部に流入され
、上向流で反応槽２の上部へ流動する。

反応槽２内にはメタン発酵細菌と硫酸還元菌が含まれて
いる。

上部に流動する間に反応槽２に保有されているメタン発
酵細菌の作用によって廃水中の有機物は分解され、メタ
ンと炭酸ガスを生成する。

また、廃水中の硫酸根は硫酸還元菌の作用によって硫化
水素を発生する。

浄化された処理水は反応槽２の上部から溢流し、溢流管
３を介して処理水槽４に流入する。処理水槽４を溢流し
たものが処理水として処理水管路５を通して県外へ流出
し、河川や下水道に放流されたり、あるいは仕上げ処理
工程へ移送される。

処理水槽４に貯留されている処理水の一部は循環ポンプ
６によって循環管路７を介して反応槽２の下部に循環さ
れる。

また、本実施例では、特に、反応槽上部の気相部２ａに
一端を開口し、反応槽２内の液相部２ｂに他端を開口し
て前記気相部２ａ中の発酵ガスを抜き取る発酵ガス循環
管路８と、発酵ガス循環管路８上に配設され、抜き取ら
れた発酵ガスを脱硫する脱硫装置９と、発酵ガス循環管
路８上に配設され、脱硫された発酵ガスを前記液相部２
ｂ中に排出するためのブロワ１０と、を備えている。

従って、生成したメタン、炭酸ガス、硫化水素を主成分
とした発酵ガスは発酵ガス循環管路８を介してブロワ１
０によって反応槽２の上部気相部２ａから引き抜かれ、
脱硫装置９によって硫化水素を除去された後、反応槽２
の液相部２ｂに循環される。

この液相部２ｂに循環される発酵ガス中には硫化水素が
全く含まれていないため、ストリッピングによって液相
に溶存している硫化水素を気相中に移行させる。なお、
液相ストリッピングするための発酵ガス循環管路８の開
口位置は、メタン発酵細菌をまき上げない程度にできる
限り深いことが望ましい。

気相中に移行した硫化水素は脱硫装置９によって除去さ
れる。

このため液相中に溶存している硫化水素を低減すること
ができるため、メタン生成菌への阻害が低減され、廃水
中に含まれる硫酸根濃度が非常に高い場合でも良好な処
理が可能となる。

また、本実施例によれば、処理水の一部を反応槽２の下
部へ循環するために反応槽２内の液相部２ｂ全体の溶存
硫化水素を大きく低減できるため、メタン生成菌への阻
害が飛躍的に低減される。

なお、発生した発酵ガスは発酵ガス管路１１を介して脱
硫装置１２によって、さらに硫化水素を除去された後、
ガスタンク１３に一度貯留され、ボイラーなどの燃料と
して有効利用される。

第２図は本発明の他の実施例構成を示している。

本実施例では、反応槽２から溢流した処理水を貯留する
とともに、貯留された処理水の一部を反応槽下部へ循環
させるための処理水槽４と、処理水槽４の上部の気相部
４ａに一端を開口し、処理水槽４内の液相部４ｂに他端
を開口して気相部４ａ中の発酵ガスを抜き取る発酵ガス
循環管路１４と、この発酵ガス循環管路１４上に配設さ
れ、抜き取られた発酵ガスを脱硫する脱硫装置１５と、
発酵ガス循環管路１４上に配設され、脱硫された発酵ガ
スを前記液相部４ｂ中に排出するためのブロワ１６と、
を備えている。

このような構成によれば、処理水中の溶存硫化水素を処
理水ＰＩ４の気相部４ａに移行させ、脱硫装置１５によ
り脱硫後に処理水槽４の液相部４ｂに排出させ、その処
理水の一部を反応槽２下部へ循環させている。

この過程を繰り返すことにより、処理水中の溶存硫化水
素はほぼ完全に除去できる。

以上、各実施例で用いられる反応槽２としては従来から
嫌気性水処理装置として用いられている固定床型、流動
床型、生物原型（ＵＡＳＢ）のどれでも適用できるが、
メタン発酵細菌が反応槽２からキャリーオーバしない上
昇速度で運転することが肝要であり、この観点から処理
水の循環量を決めることが望ましい。

［発明の効果］以上説明したように本発明によれば、液相をストリッピ
ングして、溶存している硫化水素をほぼ完全に気相に移
行させて除去できるので、簡単な装置構成であっても非
常に高濃度の硫酸根を含む廃水をメタン生成菌が阻害を
受けず良好に浄化することができる。

また、前述したように液相に溶存している硫化水素を除
去できるため、処理水か悪臭を放つことがなく環境汚染
の問題がない。

さらに、仕上げ処理として好気性処理を行う場合でも曝
気風量を増大させる必要がない。従ってランニングコス
トが増大することもない。また曝気によって処理水がイ
オウ化合物による白濁することもなく、従って新たに白
濁物質除去装置を設ける必要もなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る嫌気性水処理装置の一実施例を示
す構成図、第２図は同地の実施例を示す構成図、第３図
は従来例を示す構成図である。ｌ・・・原水ポンプ２・・・反応槽３・・・溢流管４・・・処理水槽６・・・循環ポンプ８．１４・・・発酵ガス循環管路９゜２ａ。２ｂ。１２゜５・・・脱硫装置ａ・・・気相部ｂ・・・液相部１０゜６・・・ブロワ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）嫌気性細菌を内部に保持し、導入された廃水を浄
化する反応槽と、反応槽上部の気相部に一端を開口し、反応槽内の液相部
に他端を開口して前記気相部中の発酵ガスを抜き取る発
酵ガス循環管路と、発酵ガス循環管路上に配設され、抜き取られた発酵ガス
を脱硫する脱硫装置と、発酵ガス循環管路上に配設され、脱硫された発酵ガスを
前記液相部中に排出するためのブロワと、を備えた嫌気
性水処理装置。
（２）嫌気性細菌を内部に保持し、導入された廃水を浄
化する反応槽と、この反応槽から溢流した処理水を貯留するとともに、貯
留された処理水の一部を反応槽下部へ循環させるための
処理水槽と、この処理水槽上部の気相部に一端を開口し、処理水槽内
の液相部に他端を開口して前記気相部中の発酵ガスを抜
き取る発酵ガス循環管路と、この発酵ガス循環管路上に
配置され、抜き取られた発酵ガスを脱硫する脱硫装置と
、発酵ガス循環管路上に配設され、脱硫された発酵ガスを
前記液相部中に排出するためのブロワと、を備えた嫌気
性水処理装置。