JP3483243B2 - 有機性汚泥の嫌気処理方法 - Google Patents
有機性汚泥の嫌気処理方法Info
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Description
泥、農村集落排水汚泥などの有機性汚泥の嫌気処理方法
に関するものである。
嫌気性処理し、メタン発酵させて有機分の少ない処理水
とする嫌気処理方法は周知である。このとき処理水とと
もに嫌気性菌体が流出すると生物反応槽の菌体濃度が低
下するため、分離膜を利用して脱離液を分離することに
より、菌体濃度の低下を防止する膜分離付嫌気性消化法
が提案されている。しかしこの方法には分離膜の膜面に
有機物が蓄積して膜流束が低下し易いという大きな問題
があり、実用化の大きな妨げとなっていた。また、従来
は有機性汚泥をメタン発酵させることによって水とメタ
ンにまで分解しており、メタン発酵の前段階の酸発酵に
おいて生ずる溶解性有機物（低級脂肪酸）を回収して有
効利用するという技術思想はなかった。
の問題点を解決し、分離膜の膜流束の低下を防止しつ
つ、溶解性有機物（低級脂肪酸）を含む脱離液を回収す
ることができる有機性汚泥の嫌気処理方法を提供するた
めになされたものである。
めになされた本発明は、有機酸生成菌により有機酸を含
む溶解性有機物を生成させる有機性汚泥の酸発酵型生物
反応槽に分離膜を付設し、この分離膜により前記溶解性
有機物を含む脱離液を分離回収する有機性汚泥の嫌気処
理方法において、分離膜の膜面をオゾン処理することに
より、膜面の付着物を除去するとともに、該オゾンによ
って溶解性有機物を生成する酸発酵を促進することを特
徴とするものである。
ず、また有機酸生成菌の活性を阻害すると考えられてき
たオゾン処理を膜分離付嫌気性消化法と組み合わせるこ
とにより、分離膜の膜面に蓄積した有機物を分解し、膜
流束の低下を防止することができる。またオゾン処理を
行うことにより有機性汚泥の嫌気性条件下における酸発
酵を促進し、低級脂肪酸を含む脱離液を分離回収するこ
とができる。この低級脂肪酸は下水等の脱窒処理工程に
おいて脱窒菌の水素供与体として用いることができ、従
来のように高価なアルコールを水素供与体として用いる
必要がなくなる。
図１は本発明に用いられる装置の概略図であり、１は汚
泥貯蔵槽、２は生物反応槽、３は分離膜、４はオゾン発
生器、５は脱離液貯蔵槽である。汚泥貯蔵槽１に貯蔵し
た凝集生汚泥を生物反応槽２に送り、循環ポンプ６で分
離膜３との間を循環させながら発酵させた。生物反応槽
２内の温度は３５°前後に保ち、ＯＲＰ（酸化還元電
位）が−３５０ｍＶ以下にならないように空気曝気で制
御しながら嫌気性に保持した。また生物反応槽２内には
攪拌機７を設置した。
ラミック膜が好ましく、特に図２に示したようなモノリ
ス型のセラミック膜が好ましい。この実施形態ではアル
ミナ製で孔径が１μｍの精密ろ過膜を使用した。生物反
応槽２から送られる発酵液は図示のように一方の端面か
ら供給され、ろ過された脱離液は外周面から図１の吸引
ポンプ８により吸引され、脱離液貯蔵槽５に送られる。
この実施形態では分離膜３を生物反応槽２の循環ライン
内に設けたが、分離膜３を生物反応槽２の内部に設置し
てもよい。
させたオゾン含有空気を分離膜３の汚泥側膜面に供給す
ることにより、膜面のオゾン処理を行う。図２に示すよ
うにオゾン含有空気の供給をクロスフローで、あるいは
パラレルフローで行うことにより、膜面から付着物を掻
き取ることができる。オゾン処理は連続的に行ってもよ
いが、分離膜３への発酵液の循環を所定時間ごとに停止
して間欠的にオゾン処理を行うことが好ましい。また分
離膜３を透過水側からオゾン水で間欠的に逆洗する方法
を取ることもできる。
膜面に蓄積したタンパク質、多糖類、アミノ酸、多水酸
化芳香属、脂肪等の付着物を物理的に剥離させるととも
に、これらの付着物を化学的に酸化分解させ、後記する
実施例に示すように膜流束の低下を回復させることがで
きる。この効果はろ過圧力のない状態でオゾンを供給す
る間欠オゾン処理の場合により顕著である。
が促進され、従来法では難分解であった有機物をも溶解
性有機物（低級脂肪酸）へと低分子化させることができ
る。しかも殺菌力の強いオゾンを用いたにもかかわら
ず、意外にも有機酸生成菌の活性が損なわれず、低級脂
肪酸を含む脱離液を分離回収することができる。この低
級脂肪酸は下水等の脱窒処理工程において脱窒菌の水素
供与体として有効に利用することができる。以下に実施
例のデータにより、本発明の作用効果を具体的に示す。
ンの注入量を変化させながら、分離膜３の膜面の流束回
復の程度を測定した。その結果を図３に示す。黒丸は分
離膜３への発酵液の循環を間欠的に停止してオゾン処理
を行った場合を示し、白丸は発酵液を循環させながらオ
ゾン処理を行った場合を示す。縦軸は流束であり、横軸
は膜内部の発酵液が占めている体積当たりのオゾン注入
量である。図３のグラフから明らかなように、オゾンの
注入量が０の場合の膜面の流束は０．７ｍ／ｄ以下であ
るが、１５〜５０ｇ／Ｌのオゾン注入により流束は１〜
１．３ｍ／ｄにまで回復した。また間欠的なオゾン処理
の方が流束回復効果に優れることが分かる。
オゾン処理による膜面の流束回復率を示す。縦軸は純水
の流束を１００％として表示した。発酵液を循環させた
場合には４３ｇ／Ｌ以上のオゾン注入によりろ過開始時
の流束まで回復させることができ、発酵液の循環を停止
した場合には２７ｇ／Ｌ以上のオゾン注入によりろ過開
始時の流束まで回復させることができた。このような差
が生じたのは、循環とオゾン注入を同時に行った場合に
は、オゾンと膜との接触効率が落ちるためと思われる。
た付着層による透過抵抗＋液中成分と膜との相互作用に
よって形成される透過抵抗）を取り、オゾン注入量との
関係を示したグラフである。このグラフから明らかなよ
うに、発酵液の循環を停止してオゾン処理を行うことに
より、少量のオゾンで膜透過抵抗を減少させることがで
きる。
一定値とし、オゾン濃度や接触時間を表１の通り変化さ
せて膜面の流束変化を調べた。
６で高い流束が得られたことから、発生オゾン濃度が一
定以上となる場合には、分離膜３とオゾンとの接触時間
を長くすることが流束の回復に効果的であることが分か
った。しかし長い接触時間と高い送入量にもかかわらず
ＲＵＮ４が一番低い流束を示すことから、流束の回復に
は発生オゾン濃度が一定以上となる必要があることが分
かった。またＲＵＮ３とＲＵＮ５の結果から、同じ発生
オゾン濃度では送入ガス量よりも接触時間を長くするこ
との方が流束の回復に効果的であることが分かった。
の３０日はオゾン注入を行わず、この間の膜面の流束は
０．７〜０．８ｍ／ｄであった。その後分離膜３を新し
いものと交換し、２時間の連続運転の後に発酵液の循環
を停止し、２０分間のオゾン処理を行うことを２時間２
０分周期で繰り返した。その結果、膜面の流束を１ｍ／
ｄを越える高いレベルに安定させることができた。
液の吸光度（Ｅ260 ）の変化を示すグラフである。Ｅ
260 は難分解性有機物量の指標であり、膜面のオゾン処
理を伴う連続運転により、難分解性有機物の低分子化が
進んだことが確認できた。
液中のＴＯＣ（全有機炭素）濃度の変化を示すグラフで
ある。オゾン処理によりＴＯＣ濃度は高い値を示し、固
形物の可溶化による溶解性有機物の増加が見られ、流入
有機炭素量の３１〜５１％に相当する炭素が脱離液とし
て回収された。このように本発明は有機物の回収にも効
果があり、回収された溶解性有機物は下水等の脱窒処理
工程において脱窒菌の水素供与体として用いることがで
きる。
酸生成菌数はオゾン注入を開始すると一旦は低下する
が、その後はオゾン注入を行わないレベルにまで回復す
ることが確認されており、本発明による嫌気性消化工程
へのオゾン注入が可能であることが分かる。
膜分離付嫌気性消化法と膜面のオゾン処理とを組み合わ
せることにより、分離膜の膜流束の低下を防止しつつ、
溶解性有機物（低級脂肪酸）を含む脱離液を回収するこ
とができ、回収された溶解性有機物を水素供与体として
有効利用することができる利点がある。
である。
すグラフである。
フである。
ＲＵＮ６における膜面流束を示すグラフである。
ラフである。
すグラフである。
フである。
示すグラフである。
ゾン発生器、５ 脱離液貯蔵槽、６ 循環ポンプ、７
攪拌機、８ 吸引ポンプ
Claims (6)
- 【請求項１】 有機酸生成菌により有機酸を含む溶解性
有機物を生成させる有機性汚泥の酸発酵型生物反応槽に
分離膜を付設し、この分離膜により前記溶解性有機物を
含む脱離液を分離回収する有機性汚泥の嫌気処理方法に
おいて、分離膜の膜面をオゾン処理することにより、膜
面の付着物を除去するとともに、該オゾンによって溶解
性有機物を生成する酸発酵を促進することを特徴とする
有機性汚泥の嫌気処理方法。 - 【請求項２】 分離膜を生物反応槽内または生物反応槽
の循環ライン内に設けた請求項１に記載の有機性汚泥の
嫌気処理方法。 - 【請求項３】 分離膜としてモノリス型のセラミック膜
を用いる請求項１または２に記載の有機性汚泥の嫌気処
理方法。 - 【請求項４】 分離膜のオゾン処理を間欠的に行う請求
項１〜３のいずれかに記載の有機性汚泥の嫌気処理方
法。 - 【請求項５】 分離膜の汚泥側膜面にオゾン含有空気を
間欠的に供給することにより、膜面をオゾン処理する請
求項４に記載の有機性汚泥の嫌気処理方法。 - 【請求項６】 分離膜を透過水側からオゾン水で間欠的
に逆洗することにより、膜面をオゾン処理する請求項４
に記載の有機性汚泥の嫌気処理方法。
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| JP02108099A JP3483243B2 (ja) | 1999-01-29 | 1999-01-29 | 有機性汚泥の嫌気処理方法 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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