嫌気性処理システム及び嫌気性処理方法
【課題】沈降性が低下したグラニュール汚泥を細粒化することなくその沈降性を回復させることができ、嫌気性処理槽内の嫌気性汚泥の濃度を高く維持し有機性廃水の処理効率の向上が図れる嫌気性処理装置及び方法を提供すること。
【解決手段】本発明の嫌気性処理システム１は、グラニュール汚泥を収容しており有機性廃水を上向きに流動させてグラニュール汚泥と接触させることによって有機性廃水を嫌気性処理する嫌気性処理槽１２と、嫌気性処理槽１２内を浮上した浮上グラニュール汚泥を収集する収集装置３０と、収集装置３０で収集された浮上グラニュール汚泥を破砕することなく脱気処理することによって当該浮上グラニュール汚泥が内包するガスを排出させる脱気処理装置４０と、脱気処理されたグラニュール汚泥を嫌気性処理槽１２に返送する返送手段Ｌ６と、を備える。
【解決手段】本発明の嫌気性処理システム１は、グラニュール汚泥を収容しており有機性廃水を上向きに流動させてグラニュール汚泥と接触させることによって有機性廃水を嫌気性処理する嫌気性処理槽１２と、嫌気性処理槽１２内を浮上した浮上グラニュール汚泥を収集する収集装置３０と、収集装置３０で収集された浮上グラニュール汚泥を破砕することなく脱気処理することによって当該浮上グラニュール汚泥が内包するガスを排出させる脱気処理装置４０と、脱気処理されたグラニュール汚泥を嫌気性処理槽１２に返送する返送手段Ｌ６と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機性廃水の嫌気性処理システム及び嫌気性処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機物を含む有機性廃水の処理方法として、グラニュール状の嫌気性汚泥を用いたUASB（Upflow Anaerobic Sludge Blanket）法やEGSB（Expanded Granular Sludge Bed）法が知られている。これらの方法では、嫌気性処理装置に含まれる上向流式嫌気性処理槽において、高密度で沈降性のよいグラニュール状の嫌気性汚泥(以下、単に「グラニュール汚泥」とも称す)からなる層に、嫌気性処理槽の下部から上部に向かうように有機性廃水を通して有機性廃水を嫌気性処理する。
【０００３】
しかしながら、グラニュール汚泥による嫌気性処理にあっては、長期の連続運転やＢＯＤ負荷が十数ｋｇ／ｍ３／日以上といった高負荷処理を行うと、グラニュール汚泥が過度に大きくなり、その沈降性が低下する場合がある。沈降性が低下する主因は、グラニュール汚泥の内部にガスが溜まってグラニュール汚泥の比重が小さくなるためと考えられる。沈降性の低下したグラニュール汚泥は嫌気性処理槽内の水面に浮上し、処理水とともに嫌気性処理槽から流出する。これにより、嫌気性処理槽内のグラニュール汚泥の量が次第に減少して処理能力が低下する。嫌気性処理槽内のグラニュール汚泥の減少量が大きい場合には、新たにグラニュール汚泥を嫌気性処理槽内に追加しなければならない場合もある。
【０００４】
グラニュール汚泥の沈降性を回復させる方法として、例えば、特許文献１〜４に記載の方法が知られている。これらの方法では、浮上したグラニュール汚泥や、浮上しやすくなったグラニュール汚泥をグラインダーポンプやミキサーなどの破砕装置で破砕することによってグラニュール汚泥の内部のガスを放出させた後に嫌気性処理槽に戻している。
【特許文献１】特開平６−１８２３８２号公報
【特許文献２】特開平８−１０３７９４号公報
【特許文献３】特開平８−１０３７９５号公報
【特許文献４】特開平８−１３２０９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１〜４に記載の方法は、いずれも破砕装置を使用するものであるため、グラニュール汚泥が過度に破砕されて細粒化してしまうという問題を有している。グラニュール汚泥が細粒化すると、気泡の付着等によってグラニュール汚泥が容易に浮上し、逆に流出しやすくなる場合がある。また、細粒化した汚泥を再び造粒して有機性廃水の処理に適したグラニュール汚泥を得るには一定の時間を要する。
【０００６】
そこで、本発明は、沈降性が低下したグラニュール汚泥を細粒化することなく、その沈降性を回復させることができ、嫌気性処理槽内の嫌気性汚泥の濃度を高く維持し有機性廃水の処理効率の向上が図れる嫌気性処理システム及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の嫌気性処理システムは、嫌気性汚泥が粒状化してなるグラニュール汚泥を収容しており有機性廃水を上向きに流動させてグラニュール汚泥と接触させることによって有機性廃水を嫌気性処理する嫌気性処理槽と、嫌気性処理槽内を浮上した浮上グラニュール汚泥を収集する収集装置と、収集装置で収集された浮上グラニュール汚泥を破砕することなく脱気処理することによって当該浮上グラニュール汚泥が内包するガスを排出させる脱気処理装置と、脱気処理装置において脱気処理されたグラニュール汚泥を嫌気性処理槽に返送する返送手段と、を備え、脱気処理装置は、清水による洗浄装置であることを特徴とする。
【０００８】
本発明の嫌気性処理システムでは、収集装置によって収集された浮上グラニュール汚泥を破砕することなく脱気処理することによって、浮上グラニュール汚泥が内包するガス（以下、「内包ガス」とも称す）を当該浮上グラニュール汚泥の外へと排出する。そのため、浮上グラニュール汚泥が細粒化されることなくグラニュール汚泥の沈降性を回復することができる。また、脱気処理が施され沈降性が回復したグラニュール汚泥を嫌気性処理槽に返送して再利用することによって、嫌気性処理槽内の嫌気性汚泥の濃度が高くなり、有機性廃水の処理効率が向上する。なお、内包ガスは、有機性廃水の分解やグラニュール汚泥内部で死滅した微生物汚泥の分解によって生じる炭酸ガス及びメタンガスを主成分とするガスである。
【０００９】
本発明の嫌気性処理システムにおいては、脱気処理装置として清水による洗浄装置を採用する。清水による洗浄装置を用いて浮上グラニュール汚泥の脱気処理を行うと、当該浮上グラニュール汚泥を破砕することなく、内包ガスを十分に排出することができる。
【００１０】
本発明の嫌気性処理方法は、嫌気性汚泥が粒状化してなるグラニュール汚泥を収容している嫌気性処理槽内において有機性廃水を上向きに流動させてグラニュール汚泥と接触させることによって有機性廃水を嫌気性処理する嫌気性処理工程と、嫌気性処理槽内を浮上した浮上グラニュール汚泥を収集する収集工程と、収集工程を経て得られた浮上グラニュール汚泥を破砕することなく脱気処理することによって当該浮上グラニュール汚泥の内包ガスを排出させる脱気処理工程と、脱気処理が施されたグラニュール汚泥を嫌気性処理槽に返送する返送工程と、を備え、脱気処理は、清水による洗浄処理であることを特徴とする。
【００１１】
本発明の嫌気性処理方法では、収集工程で収集された浮上グラニュール汚泥を破砕することなく脱気処理することによって、浮上グラニュール汚泥の内包ガスを当該浮上グラニュール汚泥の外へと排出する。そのため、浮上グラニュール汚泥が細粒化されることなくグラニュール汚泥の沈降性を回復することができる。また、脱気処理が施され沈降性が回復したグラニュール汚泥を嫌気性処理槽に返送して再利用することによって、嫌気性処理槽内の嫌気性汚泥の濃度が高くなり、有機性廃水の処理効率が向上する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、沈降性が低下したグラニュール汚泥を細粒化することなく、その沈降性を回復させることができ、嫌気性処理槽内の嫌気性汚泥の濃度を高く維持し有機性廃水の処理効率の向上が図れる嫌気性処理システム及び方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明する。なお、以下の説明においては、同一の要素には同一の符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
【００１４】
（第１の実施形態）
図１は、本発明に係る嫌気性処理システムの一実施形態の構成を示す概略図である。同図に示す嫌気性処理システム１は、有機性廃水を上向きに流動させてグラニュール汚泥に通すことによって有機性廃水を嫌気性処理するための上向流式の嫌気性処理装置１０を有する。
【００１５】
嫌気性処理装置１０は、原水流入管Ｌ１を通ってきた有機性廃水を受け入れる酸生成槽１１を有している。酸生成槽１１は、酸生成菌により有機性廃水に含まれる有機物を酢酸等に分解する。また、酸生成槽１１において、中和剤としてアルカリ剤（例えば、水酸化ナトリウム）を添加することも好ましい。酸生成槽１１には、送水管Ｌ２が接続されており、酸生成槽１１内の有機性廃水が上向流式嫌気性処理槽１２に流入するようになっている。
【００１６】
嫌気性処理槽１２は、図２に示すように直方体状の容器からなっており、その下部に、送水管Ｌ２に連絡しており有機性廃水を嫌気性処理槽１２内に流入させる流入部１３が設けられている。流入部１３は、例えば、長手方向に均一に穴部が設けられた送水管である。また、嫌気性処理槽１２の下部には、有機性廃水を嫌気性処理するためのグラニュール汚泥を含有するスラッジブランケット層１４が形成されている。
【００１７】
嫌気性処理槽１２では、その下部に設けられた流入部１３から有機性廃水を内部に導入することによって上向きの流動を生じさせ、スラッジブランケット層１４に有機性廃水を通して、有機性廃水を嫌気性処理する。これにより、スラッジブランケット層１４の上部には、嫌気性処理された有機性廃水（処理水）を含む液層１５が形成されている。液層１５の処理水には、スラッジブランケット層１４から浮上した浮上グラニュール汚泥や、嫌気性処理によって発生したガス（例えば、メタンガス）が含まれている。なお、浮上グラニュール汚泥は、グラニュール汚泥が浮いたものであり、例えば、グラニュール汚泥にガスが付着したり、ガスが内包されたりなどしたものである。
【００１８】
また、嫌気性処理槽１２の上部には、嫌気性処理槽１２を密閉するカバー１６が設けられている。カバー１６は、液層１５の液面よりも上方であって嫌気性処理槽１２の側壁１７の上端よりも下方に配置されている。カバー１６の中央部には、浮上汚泥とガスとを含む処理水からガスを分離するための分離槽１８が、その上端部がカバー１６から突出し、その下端部が液層１５内に含まれるように配置されている。
【００１９】
分離槽１８の下端部には、処理水を分離槽１８の内部に導入する導入口が形成されている。この導入口に処理水を導くために、分離槽１８の下方であって導入口の両側には、分離槽１８の底部に沿った導入板１９が設けられている。導入板１９は、鉛直方向に対して互いに逆側に傾斜している。また、導入板１９には、導入口の下方において、導入口に導入されなかった処理水を下側に返送するための返送口が形成されている。
【００２０】
また、導入板１９の下方には、導入板１９の返送口を通って返送される処理水の流れを整えるための整流板２０が設けられている。
【００２１】
上記スラッジブランケット層１４を通過し上向きに流動している処理水は、導入板１９によって矢印Ａ方向に流されて導入板１９と分離槽１８との間に形成された導入路２１に、液層１５の液面側から流入するようになっている。その際に、処理水に含まれるガスは、カバー１６と液面との間に出ていくため、分離槽１８、カバー１６、側壁１７及び液面とによって画される空間は、ガス溜り部２２として機能する。ガス溜り部２２に溜ったガスは、例えば、側壁１７側から嫌気性処理槽１２外に排出されるようにすればよい。
【００２２】
上記導入路２１を通った処理水の一部は、矢印Ｂ方向に流れて導入口から分離槽１８内に流入し、他の部分は、矢印Ｃ方向に流れて導入板１９の返送口から下側に流れるようになっている。
【００２３】
分離槽１８内に流入した処理水は、分離槽１８の側壁からあふれて、分離槽１８、カバー１６及び側壁１７とによって形成される領域に溜るため、その領域は、処理水溜り部２３となっている。処理水溜り部２３には処理水の一部を酸生成槽１１（図１参照）に返送する処理水返送路Ｌ３と、他の部分を排水する排水管Ｌ４が接続されている。
【００２４】
また、分離槽１８内の処理水の液面における導入口の直上部付近には、オーバーフロー式であって、処理水に含まれる浮上汚泥を収集する収集槽（収集装置）３０が設けられている。なお、分離槽１８において、分離槽１８の側壁と収集槽３０との間には、導入口から流入した処理水が直接処理水溜り部２３に流入しないようにするための隔壁２４が設けられている。収集装置としての収集槽３０は、断面が逆三角形状になっており、分離槽１８内に溜っている処理水の液面近傍の浮上汚泥が収集槽３０内に流れ込み収集される。収集槽３０は、集められた浮上汚泥を脱気処理装置４０に導入する汚泥排出管Ｌ５に連絡している。
【００２５】
図１を参照すると、脱気処理装置４０は、収集槽３０で収集された浮上グラニュール汚泥に対して脱気処理を行い、浮上グラニュール汚泥が内包するガスを放出させる。脱気処理装置４０としては、浮上グラニュール汚泥から内包ガスを放出させることができるものであれば特に限定されず、種々のものを使用することができる。例えば、浮上グラニュール汚泥が収容された容器を減圧して内包ガスを放出させる減圧装置、遠心力によって内包ガスを放出させる遠心分離装置、浮上グラニュール汚泥を清水と接触させて内包ガスを放出させる洗浄装置、超音波の振動によって内包ガスを放出させる超音波洗浄装置などが挙げられる。なお、これらの装置は１種を単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。上記の装置のなかでも、内包ガスをより効率的かつ十分に放出させる観点から、減圧装置及び遠心分離装置が好ましく、減圧装置がより好ましい。
【００２６】
脱気処理装置４０には、脱気処理が施されたグラニュール汚泥を嫌気性処理槽１２に返送するためのグラニュール汚泥返送管（返送手段）Ｌ６が連絡している。このグラニュール汚泥返送管Ｌ６の先端は送水管Ｌ２に接続されている。
【００２７】
次に、上記嫌気性処理システム１を用いた有機性廃水の処理方法について説明する。
【００２８】
原水流入管Ｌ１を通して、有機性廃水を酸生成槽１１に流入させ有機性廃水を酸生成槽１１に貯水する。この酸生成槽１１に貯水された有機性廃水を酸生成菌により分解する。その際、中和剤を添加しておくことは好ましい。酸生成槽１１に貯水されている有機性廃水を、送水管Ｌ２を通して流入部１３から嫌気性処理槽１２内に流入させる。
【００２９】
ここで、図２を参照して、嫌気性処理槽１２内での嫌気性処理ついて説明する。嫌気性処理槽１２の下部に配置された流入部１３から流入した有機性廃水は、上向きに流動してスラッジブランケット層１４を通過する。これにより、有機性廃水を嫌気性処理する（嫌気性処理工程）。
【００３０】
その嫌気性処理された有機性廃水である処理水は、上向きに流動しているため図２の矢印Ａ方向に流れて導入板１９と分離槽１８との間の導入路２１に流入する。その際、嫌気性処理により発生したガスが液面から出ていくので、導入路２１に流入する処理水にはガスの含有量が減少している。液面から出てきたガスは、ガス溜り部２２に溜り、嫌気性処理槽１２から排気される。
【００３１】
導入路２１を通る処理水の一部は分離槽１８の下端部に形成された導入口から分離槽１８に流入するが、他の部分は導入板１９の返送口を通ってスラッジブランケット層１４側に返送される。
【００３２】
上記分離槽１８に流入した処理水の一部は側壁から処理水溜り部２３に排出される。この処理水溜り部２３に溜った処理水は、処理水返送路Ｌ３を通って酸生成槽１１（図１参照）に返送されるとともに、排水管Ｌ４を通って排水される。なお、排水管Ｌ４を通って排水された処理水に対し、必要に応じて好気性処理等を更に行った後、被処理水を河川等に排水する。
【００３３】
図１を参照すると、分離槽１８内に溜められた処理水の液面に浮かんでいる浮上グラニュール汚泥を収集槽３０に流入させ、収集槽３０によって浮上汚泥を収集する（収集工程）。収集槽３０で集められた浮上汚泥を、汚泥排出管Ｌ５を通して脱気処理装置４０（図１参照）に導入する。そして、脱気処理装置４０において浮上グラニュール汚泥に対して脱気処理を行う（脱気処理工程）。
【００３４】
脱気処理を減圧装置によって実施する場合、収集槽３０からの浮上グラニュール汚泥を減圧容器に収容し、この容器に接続された真空ポンプによって容器内を減圧する。容器内の圧力（ゲージ圧）としては、−１０ｋＰａ以下であることが好ましく、−２０〜−１００ｋＰａであることがより好ましい。容器内を減圧することによって、浮上グラニュール汚泥の内包ガスは当該汚泥内部に存在する空隙及び表面の孔を通して外部に放出される。また、浮上グラニュール汚泥に付着した気泡は減圧することによって当該グラニュール汚泥から容易に取り除かれる。
【００３５】
脱気処理を遠心分離装置によって実施する場合、浮上グラニュール汚泥を遠心分離装置内に投入し、遠心力を付加することで内包ガスの脱気を行う。付加する遠心力は５００〜３０００Ｇであることが好ましい。遠心力によって浮上グラニュール汚泥が押し潰されるため内包ガスは外部に放出される。また、グラニュール汚泥とこれに付着している気泡とは受ける遠心力が相違するため、付着した気泡はグラニュール汚泥から分離される。
【００３６】
脱気処理を洗浄装置によって実施する場合、浮上グラニュール汚泥を清水とともに洗浄容器に投入し、浮上グラニュール汚泥を清水に接触させることによって内包ガスの脱気を行う。浮上グラニュール汚泥と接触させる清水としては、炭酸ガスやメタンガスなどのガスの溶解量が少ない水（より好ましくは上記ガスを溶解していない水）を使用することが好ましい。このような清水と浮上グラニュール汚泥とを接触させることによって、当該グラニュール汚泥に付着しているガス（炭酸ガスやメタンガスなど）の一部は水に溶解し、他の一部はグラニュール汚泥から気泡のまま取り除かれる。
【００３７】
付着しているガスが取り除かれると、グラニュール汚泥表面の気相の分圧が低下するため、内包ガスは当該汚泥内部に存在する空隙を通じて表面に移動する。グラニュール汚泥の表面に移動したガスは清水に溶解したり、気泡となって表面から放出されたりする。この場合、洗浄容器内に攪拌翼などを設けて清水と浮上グラニュール汚泥とを攪拌すると、より効果的に脱気処理を行うことができる。また、浮上グラニュール汚泥からのガスの除去を容易に行うためには、メタン生成菌などが不活化しない５０℃前後の清水を使用することが好ましい。
【００３８】
浮上グラニュール汚泥が破砕されない程度の攪拌では十分に内包ガスを放出させることは困難であるところ、上記のような減圧装置、遠心分離装置又は洗浄装置による方法を採用することによって浮上グラニュール汚泥の内包ガスを効果的に放出させることができる。それによりグラニュール汚泥の沈降性を回復させることができる。また、回転羽や回転刃を有するポンプや回転翼を有するミキサーなどを利用してグラニュール汚泥を破砕する従来の方法と比較すると穏やかな条件で脱気処理を実施できるので、グラニュール汚泥の微細化を防止することが可能である。
【００３９】
脱気処理装置４０にて内包ガスが放出されたグラニュール汚泥を、グラニュール汚泥返送管Ｌ６を通して送水管Ｌ２に返送する（返送工程）。送水管Ｌ２は流入部１３に連絡しているため、送水管Ｌ２に返送することによって嫌気性処理槽１２にグラニュール汚泥が返送される。
【００４０】
本実施形態の嫌気性処理システム１によれば、嫌気性処理槽１２から流出した浮上グラニュール汚泥の内包ガスの放出を、当該グラニュール汚泥を破砕することなく脱気処理によって実施することができる。そのため、脱気処理後においてもグラニュール汚泥はその大きさを十分に維持している。したがって、グラニュール汚泥の沈降性は十分に高いものであるため、これを嫌気性処理槽１２内に返送することによって当該槽のグラニュール汚泥の濃度が高くなり、有機性廃水の処理効率が向上する。また、脱気処理後のグラニュール汚泥がその大きさを十分に維持していることから、再度汚泥を造粒する必要がなく、そのための装置及び工程を省くことができる。
【００４１】
（第２の実施形態）
図３は、第２の実施形態の嫌気性処理システム２の構成の概略説明図である。同図に示す嫌気性処理システム２は、分離槽１８内に収集槽を有さず、嫌気性処理槽１２の後段であって、脱気処理装置４０の前段に収集装置としての固液分離装置５０が配置されている点で嫌気性処理システム１と相違する。
【００４２】
固液分離装置５０は、処理水溜り部２３から送水管Ｌ８を通って流入する処理水に含まれる浮上グラニュール汚泥と処理水とを分離する。固液分離装置５０は、送水管Ｌ８からの処理水を収容する浮上分離槽５２と、この浮上分離槽５２の液面に浮上した浮上グラニュール汚泥を掻き寄せるスキマー５５とを備えている。スキマー５５は、図３に示す矢印Ｄ方向に回転し、浮上グラニュール汚泥を掻き寄せることができるようになっている。なお、スキマー５５としては、液面に浮上したスカムやオイルを掻き寄せることができるものであれば、従来公知のものを使用できる。
【００４３】
浮上分離槽５２には、スキマー５５によって掻き寄せられた浮上グラニュール汚泥を脱気処理装置４０に導入するための浮上グラニュール汚泥排出管Ｌ１０が接続されている。また、浮上分離槽５２には浮上グラニュール汚泥が分離された処理水を排水するための排水管Ｌ９が接続されている。
【００４４】
嫌気性処理システム２を用いた有機性排水の嫌気性処理方法は、処理水溜り部２３から送水管Ｌ８に流れた処理水を固液分離装置５０で固液分離する点で嫌気性処理システム１を用いた場合と相違する。嫌気性処理システム２において、嫌気性処理槽１２内で嫌気性処理された処理水は、分離槽１８の下端部に形成された導入口から分離槽１８内に流入した後、処理水溜り部２３に流入する。この処理水溜り部２３の処理水の一部は、処理水返送路Ｌ３を通って酸生成槽１１に返送される。
【００４５】
そして、処理水のうち酸生成槽１１に返送されなかった処理水は、送水管Ｌ８を通って固液分離装置５０に導入され、その処理水に含まれる浮上グラニュール汚泥がスキマー５５によって掻き寄せられ、分離される。固液分離装置５０によって分離された浮上グラニュール汚泥に対し、脱気処理装置４０において脱気処理を行う。そして、嫌気性処理システム１と同様にグラニュール汚泥返送管Ｌ６及び送水管Ｌ２を通してグラニュール汚泥を嫌気性処理槽１２に返送する。脱気処理が施されたグラニュール汚泥を返送することによって、嫌気性処理槽１２内のグラニュール汚泥の濃度が高くなり、有機性廃水の処理効率が向上するのは第１の実施形態の場合と同様である。
【００４６】
固液分離装置５０としては、上記のような浮上分離槽５２を備えるものに限らず、ろ過槽、膜分離槽又は液体サイクロンなどを備えるものであってもよい。
【００４７】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。例えば、嫌気性処理装置は、酸生成槽を含んでいるとしたが、必ずしも酸生成槽を有していなくてもよい。また、上記実施形態では、脱気処理が施されたグラニュール汚泥は、グラニュール汚泥返送管Ｌ６を通って送水管Ｌ２に導入するようになっているが、嫌気性処理槽１２に直接導入してもよい。更に、第１の実施形態では、収集装置としてオーバーフロー式の収集槽を例示したが、第２の実施形態で例示したようなスキマーを備えるものを使用してもよい。
【００４８】
以下、沈降性が低下したグラニュール汚泥に対する脱気処理について実験例を挙げて具体的に説明する。
【００４９】
（実験例１）
第１の実施形態の嫌気性処理システム１を用いて化学的酸素要求量（ＣＯＤｃｒ）が約２５０００ｍｇ／Ｌであるビール工場廃水をＣＯＤｃｒ負荷２０ｋｇ−ＣＯＤｃｒ／ｍ３／日、及び、当初のグラニュール汚泥の濃度約４００００ｍｇ−ＶＳＳ／Ｌの条件で処理を行った。上記の条件での処理中に嫌気性処理槽の水面に浮上したグラニュール汚泥を分離槽で収集した。
【００５０】
本実験例では、収集したグラニュール汚泥を減圧装置による減圧法によって脱気処理した。すなわち、１Ｌの減圧容器に浮上グラニュール汚泥１００ｍｌ（固形分：約１０ｇ／Ｌ）を収容した。その後、この容器内を真空ポンプで−３００ｍｍＨｇ（ゲージ圧）に減圧し、この圧力条件にて浮上グラニュール汚泥を１０分間脱気処理した。
【００５１】
（実験例２）
実験例１と同様の嫌気性処理条件下にて浮上したグラニュール汚泥に対し、遠心分離機による遠心分離法によって脱気処理を行った。すなわち、浮上グラニュール汚泥５０ｍｌ（固形分：約１０ｇ／Ｌ）を遠沈管に採取し、この遠沈管を遠心分離機（株式会社コクサン製）に装着した。遠心分離機を１６００Ｇの遠心力の条件で１分間運転し、浮上グラニュール汚泥を脱気処理した。
【００５２】
（実験例３）
実験例１と同様の嫌気性処理条件下にて浮上したグラニュール汚泥に対し、当該浮上グラニュール汚泥と清水とを接触させる洗浄法によって脱気処理を行った。すなわち、１Ｌのビーカーに浮上グラニュール汚泥１００ｍｌ（固形分：約１０ｇ／Ｌ）と水５００ｍｌとを入れ、これを約１０分間軽く攪拌することによって浮上グラニュール汚泥を脱気処理した。
【００５３】
（脱気処理後の沈降性評価）
減圧法（実験例１）、遠心分離法（実験例２）、洗浄法（実験例３）によって脱気処理された各グラニュール汚泥を、嫌気性処理槽から採取したメタン発酵処理水を入れたメスシリンダーにそれぞれ投入し、グラニュール汚泥の沈降性を目視により観察した。その結果、減圧法が最もグラニュール汚泥の沈降性を回復させる効果が高く、以下、遠心分離法、洗浄法の順序であることが分かった。なお、目視による観察では、いずれの脱気処理方法においてもグラニュール汚泥の破砕や細粒化は認められなかった。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】第１の実施形態の嫌気性処理システムの構成の概略説明図である。
【図２】嫌気性処理槽の構成の概略説明図である。
【図３】第２の実施形態の嫌気性処理システムの構成の概略説明図である。
【符号の説明】
【００５５】
１，２…嫌気性処理システム、１０…嫌気性処理装置、１２…嫌気性処理槽、３０…分離槽（収集装置）、４０…脱気処理装置、５０…固液分離装置（収集装置）、Ｌ６…グラニュール汚泥返送管（返送手段）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機性廃水の嫌気性処理システム及び嫌気性処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機物を含む有機性廃水の処理方法として、グラニュール状の嫌気性汚泥を用いたUASB（Upflow Anaerobic Sludge Blanket）法やEGSB（Expanded Granular Sludge Bed）法が知られている。これらの方法では、嫌気性処理装置に含まれる上向流式嫌気性処理槽において、高密度で沈降性のよいグラニュール状の嫌気性汚泥(以下、単に「グラニュール汚泥」とも称す)からなる層に、嫌気性処理槽の下部から上部に向かうように有機性廃水を通して有機性廃水を嫌気性処理する。
【０００３】
しかしながら、グラニュール汚泥による嫌気性処理にあっては、長期の連続運転やＢＯＤ負荷が十数ｋｇ／ｍ３／日以上といった高負荷処理を行うと、グラニュール汚泥が過度に大きくなり、その沈降性が低下する場合がある。沈降性が低下する主因は、グラニュール汚泥の内部にガスが溜まってグラニュール汚泥の比重が小さくなるためと考えられる。沈降性の低下したグラニュール汚泥は嫌気性処理槽内の水面に浮上し、処理水とともに嫌気性処理槽から流出する。これにより、嫌気性処理槽内のグラニュール汚泥の量が次第に減少して処理能力が低下する。嫌気性処理槽内のグラニュール汚泥の減少量が大きい場合には、新たにグラニュール汚泥を嫌気性処理槽内に追加しなければならない場合もある。
【０００４】
グラニュール汚泥の沈降性を回復させる方法として、例えば、特許文献１〜４に記載の方法が知られている。これらの方法では、浮上したグラニュール汚泥や、浮上しやすくなったグラニュール汚泥をグラインダーポンプやミキサーなどの破砕装置で破砕することによってグラニュール汚泥の内部のガスを放出させた後に嫌気性処理槽に戻している。
【特許文献１】特開平６−１８２３８２号公報
【特許文献２】特開平８−１０３７９４号公報
【特許文献３】特開平８−１０３７９５号公報
【特許文献４】特開平８−１３２０９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１〜４に記載の方法は、いずれも破砕装置を使用するものであるため、グラニュール汚泥が過度に破砕されて細粒化してしまうという問題を有している。グラニュール汚泥が細粒化すると、気泡の付着等によってグラニュール汚泥が容易に浮上し、逆に流出しやすくなる場合がある。また、細粒化した汚泥を再び造粒して有機性廃水の処理に適したグラニュール汚泥を得るには一定の時間を要する。
【０００６】
そこで、本発明は、沈降性が低下したグラニュール汚泥を細粒化することなく、その沈降性を回復させることができ、嫌気性処理槽内の嫌気性汚泥の濃度を高く維持し有機性廃水の処理効率の向上が図れる嫌気性処理システム及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の嫌気性処理システムは、嫌気性汚泥が粒状化してなるグラニュール汚泥を収容しており有機性廃水を上向きに流動させてグラニュール汚泥と接触させることによって有機性廃水を嫌気性処理する嫌気性処理槽と、嫌気性処理槽内を浮上した浮上グラニュール汚泥を収集する収集装置と、収集装置で収集された浮上グラニュール汚泥を破砕することなく脱気処理することによって当該浮上グラニュール汚泥が内包するガスを排出させる脱気処理装置と、脱気処理装置において脱気処理されたグラニュール汚泥を嫌気性処理槽に返送する返送手段と、を備え、脱気処理装置は、清水による洗浄装置であることを特徴とする。
【０００８】
本発明の嫌気性処理システムでは、収集装置によって収集された浮上グラニュール汚泥を破砕することなく脱気処理することによって、浮上グラニュール汚泥が内包するガス（以下、「内包ガス」とも称す）を当該浮上グラニュール汚泥の外へと排出する。そのため、浮上グラニュール汚泥が細粒化されることなくグラニュール汚泥の沈降性を回復することができる。また、脱気処理が施され沈降性が回復したグラニュール汚泥を嫌気性処理槽に返送して再利用することによって、嫌気性処理槽内の嫌気性汚泥の濃度が高くなり、有機性廃水の処理効率が向上する。なお、内包ガスは、有機性廃水の分解やグラニュール汚泥内部で死滅した微生物汚泥の分解によって生じる炭酸ガス及びメタンガスを主成分とするガスである。
【０００９】
本発明の嫌気性処理システムにおいては、脱気処理装置として清水による洗浄装置を採用する。清水による洗浄装置を用いて浮上グラニュール汚泥の脱気処理を行うと、当該浮上グラニュール汚泥を破砕することなく、内包ガスを十分に排出することができる。
【００１０】
本発明の嫌気性処理方法は、嫌気性汚泥が粒状化してなるグラニュール汚泥を収容している嫌気性処理槽内において有機性廃水を上向きに流動させてグラニュール汚泥と接触させることによって有機性廃水を嫌気性処理する嫌気性処理工程と、嫌気性処理槽内を浮上した浮上グラニュール汚泥を収集する収集工程と、収集工程を経て得られた浮上グラニュール汚泥を破砕することなく脱気処理することによって当該浮上グラニュール汚泥の内包ガスを排出させる脱気処理工程と、脱気処理が施されたグラニュール汚泥を嫌気性処理槽に返送する返送工程と、を備え、脱気処理は、清水による洗浄処理であることを特徴とする。
【００１１】
本発明の嫌気性処理方法では、収集工程で収集された浮上グラニュール汚泥を破砕することなく脱気処理することによって、浮上グラニュール汚泥の内包ガスを当該浮上グラニュール汚泥の外へと排出する。そのため、浮上グラニュール汚泥が細粒化されることなくグラニュール汚泥の沈降性を回復することができる。また、脱気処理が施され沈降性が回復したグラニュール汚泥を嫌気性処理槽に返送して再利用することによって、嫌気性処理槽内の嫌気性汚泥の濃度が高くなり、有機性廃水の処理効率が向上する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、沈降性が低下したグラニュール汚泥を細粒化することなく、その沈降性を回復させることができ、嫌気性処理槽内の嫌気性汚泥の濃度を高く維持し有機性廃水の処理効率の向上が図れる嫌気性処理システム及び方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明する。なお、以下の説明においては、同一の要素には同一の符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
【００１４】
（第１の実施形態）
図１は、本発明に係る嫌気性処理システムの一実施形態の構成を示す概略図である。同図に示す嫌気性処理システム１は、有機性廃水を上向きに流動させてグラニュール汚泥に通すことによって有機性廃水を嫌気性処理するための上向流式の嫌気性処理装置１０を有する。
【００１５】
嫌気性処理装置１０は、原水流入管Ｌ１を通ってきた有機性廃水を受け入れる酸生成槽１１を有している。酸生成槽１１は、酸生成菌により有機性廃水に含まれる有機物を酢酸等に分解する。また、酸生成槽１１において、中和剤としてアルカリ剤（例えば、水酸化ナトリウム）を添加することも好ましい。酸生成槽１１には、送水管Ｌ２が接続されており、酸生成槽１１内の有機性廃水が上向流式嫌気性処理槽１２に流入するようになっている。
【００１６】
嫌気性処理槽１２は、図２に示すように直方体状の容器からなっており、その下部に、送水管Ｌ２に連絡しており有機性廃水を嫌気性処理槽１２内に流入させる流入部１３が設けられている。流入部１３は、例えば、長手方向に均一に穴部が設けられた送水管である。また、嫌気性処理槽１２の下部には、有機性廃水を嫌気性処理するためのグラニュール汚泥を含有するスラッジブランケット層１４が形成されている。
【００１７】
嫌気性処理槽１２では、その下部に設けられた流入部１３から有機性廃水を内部に導入することによって上向きの流動を生じさせ、スラッジブランケット層１４に有機性廃水を通して、有機性廃水を嫌気性処理する。これにより、スラッジブランケット層１４の上部には、嫌気性処理された有機性廃水（処理水）を含む液層１５が形成されている。液層１５の処理水には、スラッジブランケット層１４から浮上した浮上グラニュール汚泥や、嫌気性処理によって発生したガス（例えば、メタンガス）が含まれている。なお、浮上グラニュール汚泥は、グラニュール汚泥が浮いたものであり、例えば、グラニュール汚泥にガスが付着したり、ガスが内包されたりなどしたものである。
【００１８】
また、嫌気性処理槽１２の上部には、嫌気性処理槽１２を密閉するカバー１６が設けられている。カバー１６は、液層１５の液面よりも上方であって嫌気性処理槽１２の側壁１７の上端よりも下方に配置されている。カバー１６の中央部には、浮上汚泥とガスとを含む処理水からガスを分離するための分離槽１８が、その上端部がカバー１６から突出し、その下端部が液層１５内に含まれるように配置されている。
【００１９】
分離槽１８の下端部には、処理水を分離槽１８の内部に導入する導入口が形成されている。この導入口に処理水を導くために、分離槽１８の下方であって導入口の両側には、分離槽１８の底部に沿った導入板１９が設けられている。導入板１９は、鉛直方向に対して互いに逆側に傾斜している。また、導入板１９には、導入口の下方において、導入口に導入されなかった処理水を下側に返送するための返送口が形成されている。
【００２０】
また、導入板１９の下方には、導入板１９の返送口を通って返送される処理水の流れを整えるための整流板２０が設けられている。
【００２１】
上記スラッジブランケット層１４を通過し上向きに流動している処理水は、導入板１９によって矢印Ａ方向に流されて導入板１９と分離槽１８との間に形成された導入路２１に、液層１５の液面側から流入するようになっている。その際に、処理水に含まれるガスは、カバー１６と液面との間に出ていくため、分離槽１８、カバー１６、側壁１７及び液面とによって画される空間は、ガス溜り部２２として機能する。ガス溜り部２２に溜ったガスは、例えば、側壁１７側から嫌気性処理槽１２外に排出されるようにすればよい。
【００２２】
上記導入路２１を通った処理水の一部は、矢印Ｂ方向に流れて導入口から分離槽１８内に流入し、他の部分は、矢印Ｃ方向に流れて導入板１９の返送口から下側に流れるようになっている。
【００２３】
分離槽１８内に流入した処理水は、分離槽１８の側壁からあふれて、分離槽１８、カバー１６及び側壁１７とによって形成される領域に溜るため、その領域は、処理水溜り部２３となっている。処理水溜り部２３には処理水の一部を酸生成槽１１（図１参照）に返送する処理水返送路Ｌ３と、他の部分を排水する排水管Ｌ４が接続されている。
【００２４】
また、分離槽１８内の処理水の液面における導入口の直上部付近には、オーバーフロー式であって、処理水に含まれる浮上汚泥を収集する収集槽（収集装置）３０が設けられている。なお、分離槽１８において、分離槽１８の側壁と収集槽３０との間には、導入口から流入した処理水が直接処理水溜り部２３に流入しないようにするための隔壁２４が設けられている。収集装置としての収集槽３０は、断面が逆三角形状になっており、分離槽１８内に溜っている処理水の液面近傍の浮上汚泥が収集槽３０内に流れ込み収集される。収集槽３０は、集められた浮上汚泥を脱気処理装置４０に導入する汚泥排出管Ｌ５に連絡している。
【００２５】
図１を参照すると、脱気処理装置４０は、収集槽３０で収集された浮上グラニュール汚泥に対して脱気処理を行い、浮上グラニュール汚泥が内包するガスを放出させる。脱気処理装置４０としては、浮上グラニュール汚泥から内包ガスを放出させることができるものであれば特に限定されず、種々のものを使用することができる。例えば、浮上グラニュール汚泥が収容された容器を減圧して内包ガスを放出させる減圧装置、遠心力によって内包ガスを放出させる遠心分離装置、浮上グラニュール汚泥を清水と接触させて内包ガスを放出させる洗浄装置、超音波の振動によって内包ガスを放出させる超音波洗浄装置などが挙げられる。なお、これらの装置は１種を単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。上記の装置のなかでも、内包ガスをより効率的かつ十分に放出させる観点から、減圧装置及び遠心分離装置が好ましく、減圧装置がより好ましい。
【００２６】
脱気処理装置４０には、脱気処理が施されたグラニュール汚泥を嫌気性処理槽１２に返送するためのグラニュール汚泥返送管（返送手段）Ｌ６が連絡している。このグラニュール汚泥返送管Ｌ６の先端は送水管Ｌ２に接続されている。
【００２７】
次に、上記嫌気性処理システム１を用いた有機性廃水の処理方法について説明する。
【００２８】
原水流入管Ｌ１を通して、有機性廃水を酸生成槽１１に流入させ有機性廃水を酸生成槽１１に貯水する。この酸生成槽１１に貯水された有機性廃水を酸生成菌により分解する。その際、中和剤を添加しておくことは好ましい。酸生成槽１１に貯水されている有機性廃水を、送水管Ｌ２を通して流入部１３から嫌気性処理槽１２内に流入させる。
【００２９】
ここで、図２を参照して、嫌気性処理槽１２内での嫌気性処理ついて説明する。嫌気性処理槽１２の下部に配置された流入部１３から流入した有機性廃水は、上向きに流動してスラッジブランケット層１４を通過する。これにより、有機性廃水を嫌気性処理する（嫌気性処理工程）。
【００３０】
その嫌気性処理された有機性廃水である処理水は、上向きに流動しているため図２の矢印Ａ方向に流れて導入板１９と分離槽１８との間の導入路２１に流入する。その際、嫌気性処理により発生したガスが液面から出ていくので、導入路２１に流入する処理水にはガスの含有量が減少している。液面から出てきたガスは、ガス溜り部２２に溜り、嫌気性処理槽１２から排気される。
【００３１】
導入路２１を通る処理水の一部は分離槽１８の下端部に形成された導入口から分離槽１８に流入するが、他の部分は導入板１９の返送口を通ってスラッジブランケット層１４側に返送される。
【００３２】
上記分離槽１８に流入した処理水の一部は側壁から処理水溜り部２３に排出される。この処理水溜り部２３に溜った処理水は、処理水返送路Ｌ３を通って酸生成槽１１（図１参照）に返送されるとともに、排水管Ｌ４を通って排水される。なお、排水管Ｌ４を通って排水された処理水に対し、必要に応じて好気性処理等を更に行った後、被処理水を河川等に排水する。
【００３３】
図１を参照すると、分離槽１８内に溜められた処理水の液面に浮かんでいる浮上グラニュール汚泥を収集槽３０に流入させ、収集槽３０によって浮上汚泥を収集する（収集工程）。収集槽３０で集められた浮上汚泥を、汚泥排出管Ｌ５を通して脱気処理装置４０（図１参照）に導入する。そして、脱気処理装置４０において浮上グラニュール汚泥に対して脱気処理を行う（脱気処理工程）。
【００３４】
脱気処理を減圧装置によって実施する場合、収集槽３０からの浮上グラニュール汚泥を減圧容器に収容し、この容器に接続された真空ポンプによって容器内を減圧する。容器内の圧力（ゲージ圧）としては、−１０ｋＰａ以下であることが好ましく、−２０〜−１００ｋＰａであることがより好ましい。容器内を減圧することによって、浮上グラニュール汚泥の内包ガスは当該汚泥内部に存在する空隙及び表面の孔を通して外部に放出される。また、浮上グラニュール汚泥に付着した気泡は減圧することによって当該グラニュール汚泥から容易に取り除かれる。
【００３５】
脱気処理を遠心分離装置によって実施する場合、浮上グラニュール汚泥を遠心分離装置内に投入し、遠心力を付加することで内包ガスの脱気を行う。付加する遠心力は５００〜３０００Ｇであることが好ましい。遠心力によって浮上グラニュール汚泥が押し潰されるため内包ガスは外部に放出される。また、グラニュール汚泥とこれに付着している気泡とは受ける遠心力が相違するため、付着した気泡はグラニュール汚泥から分離される。
【００３６】
脱気処理を洗浄装置によって実施する場合、浮上グラニュール汚泥を清水とともに洗浄容器に投入し、浮上グラニュール汚泥を清水に接触させることによって内包ガスの脱気を行う。浮上グラニュール汚泥と接触させる清水としては、炭酸ガスやメタンガスなどのガスの溶解量が少ない水（より好ましくは上記ガスを溶解していない水）を使用することが好ましい。このような清水と浮上グラニュール汚泥とを接触させることによって、当該グラニュール汚泥に付着しているガス（炭酸ガスやメタンガスなど）の一部は水に溶解し、他の一部はグラニュール汚泥から気泡のまま取り除かれる。
【００３７】
付着しているガスが取り除かれると、グラニュール汚泥表面の気相の分圧が低下するため、内包ガスは当該汚泥内部に存在する空隙を通じて表面に移動する。グラニュール汚泥の表面に移動したガスは清水に溶解したり、気泡となって表面から放出されたりする。この場合、洗浄容器内に攪拌翼などを設けて清水と浮上グラニュール汚泥とを攪拌すると、より効果的に脱気処理を行うことができる。また、浮上グラニュール汚泥からのガスの除去を容易に行うためには、メタン生成菌などが不活化しない５０℃前後の清水を使用することが好ましい。
【００３８】
浮上グラニュール汚泥が破砕されない程度の攪拌では十分に内包ガスを放出させることは困難であるところ、上記のような減圧装置、遠心分離装置又は洗浄装置による方法を採用することによって浮上グラニュール汚泥の内包ガスを効果的に放出させることができる。それによりグラニュール汚泥の沈降性を回復させることができる。また、回転羽や回転刃を有するポンプや回転翼を有するミキサーなどを利用してグラニュール汚泥を破砕する従来の方法と比較すると穏やかな条件で脱気処理を実施できるので、グラニュール汚泥の微細化を防止することが可能である。
【００３９】
脱気処理装置４０にて内包ガスが放出されたグラニュール汚泥を、グラニュール汚泥返送管Ｌ６を通して送水管Ｌ２に返送する（返送工程）。送水管Ｌ２は流入部１３に連絡しているため、送水管Ｌ２に返送することによって嫌気性処理槽１２にグラニュール汚泥が返送される。
【００４０】
本実施形態の嫌気性処理システム１によれば、嫌気性処理槽１２から流出した浮上グラニュール汚泥の内包ガスの放出を、当該グラニュール汚泥を破砕することなく脱気処理によって実施することができる。そのため、脱気処理後においてもグラニュール汚泥はその大きさを十分に維持している。したがって、グラニュール汚泥の沈降性は十分に高いものであるため、これを嫌気性処理槽１２内に返送することによって当該槽のグラニュール汚泥の濃度が高くなり、有機性廃水の処理効率が向上する。また、脱気処理後のグラニュール汚泥がその大きさを十分に維持していることから、再度汚泥を造粒する必要がなく、そのための装置及び工程を省くことができる。
【００４１】
（第２の実施形態）
図３は、第２の実施形態の嫌気性処理システム２の構成の概略説明図である。同図に示す嫌気性処理システム２は、分離槽１８内に収集槽を有さず、嫌気性処理槽１２の後段であって、脱気処理装置４０の前段に収集装置としての固液分離装置５０が配置されている点で嫌気性処理システム１と相違する。
【００４２】
固液分離装置５０は、処理水溜り部２３から送水管Ｌ８を通って流入する処理水に含まれる浮上グラニュール汚泥と処理水とを分離する。固液分離装置５０は、送水管Ｌ８からの処理水を収容する浮上分離槽５２と、この浮上分離槽５２の液面に浮上した浮上グラニュール汚泥を掻き寄せるスキマー５５とを備えている。スキマー５５は、図３に示す矢印Ｄ方向に回転し、浮上グラニュール汚泥を掻き寄せることができるようになっている。なお、スキマー５５としては、液面に浮上したスカムやオイルを掻き寄せることができるものであれば、従来公知のものを使用できる。
【００４３】
浮上分離槽５２には、スキマー５５によって掻き寄せられた浮上グラニュール汚泥を脱気処理装置４０に導入するための浮上グラニュール汚泥排出管Ｌ１０が接続されている。また、浮上分離槽５２には浮上グラニュール汚泥が分離された処理水を排水するための排水管Ｌ９が接続されている。
【００４４】
嫌気性処理システム２を用いた有機性排水の嫌気性処理方法は、処理水溜り部２３から送水管Ｌ８に流れた処理水を固液分離装置５０で固液分離する点で嫌気性処理システム１を用いた場合と相違する。嫌気性処理システム２において、嫌気性処理槽１２内で嫌気性処理された処理水は、分離槽１８の下端部に形成された導入口から分離槽１８内に流入した後、処理水溜り部２３に流入する。この処理水溜り部２３の処理水の一部は、処理水返送路Ｌ３を通って酸生成槽１１に返送される。
【００４５】
そして、処理水のうち酸生成槽１１に返送されなかった処理水は、送水管Ｌ８を通って固液分離装置５０に導入され、その処理水に含まれる浮上グラニュール汚泥がスキマー５５によって掻き寄せられ、分離される。固液分離装置５０によって分離された浮上グラニュール汚泥に対し、脱気処理装置４０において脱気処理を行う。そして、嫌気性処理システム１と同様にグラニュール汚泥返送管Ｌ６及び送水管Ｌ２を通してグラニュール汚泥を嫌気性処理槽１２に返送する。脱気処理が施されたグラニュール汚泥を返送することによって、嫌気性処理槽１２内のグラニュール汚泥の濃度が高くなり、有機性廃水の処理効率が向上するのは第１の実施形態の場合と同様である。
【００４６】
固液分離装置５０としては、上記のような浮上分離槽５２を備えるものに限らず、ろ過槽、膜分離槽又は液体サイクロンなどを備えるものであってもよい。
【００４７】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。例えば、嫌気性処理装置は、酸生成槽を含んでいるとしたが、必ずしも酸生成槽を有していなくてもよい。また、上記実施形態では、脱気処理が施されたグラニュール汚泥は、グラニュール汚泥返送管Ｌ６を通って送水管Ｌ２に導入するようになっているが、嫌気性処理槽１２に直接導入してもよい。更に、第１の実施形態では、収集装置としてオーバーフロー式の収集槽を例示したが、第２の実施形態で例示したようなスキマーを備えるものを使用してもよい。
【００４８】
以下、沈降性が低下したグラニュール汚泥に対する脱気処理について実験例を挙げて具体的に説明する。
【００４９】
（実験例１）
第１の実施形態の嫌気性処理システム１を用いて化学的酸素要求量（ＣＯＤｃｒ）が約２５０００ｍｇ／Ｌであるビール工場廃水をＣＯＤｃｒ負荷２０ｋｇ−ＣＯＤｃｒ／ｍ３／日、及び、当初のグラニュール汚泥の濃度約４００００ｍｇ−ＶＳＳ／Ｌの条件で処理を行った。上記の条件での処理中に嫌気性処理槽の水面に浮上したグラニュール汚泥を分離槽で収集した。
【００５０】
本実験例では、収集したグラニュール汚泥を減圧装置による減圧法によって脱気処理した。すなわち、１Ｌの減圧容器に浮上グラニュール汚泥１００ｍｌ（固形分：約１０ｇ／Ｌ）を収容した。その後、この容器内を真空ポンプで−３００ｍｍＨｇ（ゲージ圧）に減圧し、この圧力条件にて浮上グラニュール汚泥を１０分間脱気処理した。
【００５１】
（実験例２）
実験例１と同様の嫌気性処理条件下にて浮上したグラニュール汚泥に対し、遠心分離機による遠心分離法によって脱気処理を行った。すなわち、浮上グラニュール汚泥５０ｍｌ（固形分：約１０ｇ／Ｌ）を遠沈管に採取し、この遠沈管を遠心分離機（株式会社コクサン製）に装着した。遠心分離機を１６００Ｇの遠心力の条件で１分間運転し、浮上グラニュール汚泥を脱気処理した。
【００５２】
（実験例３）
実験例１と同様の嫌気性処理条件下にて浮上したグラニュール汚泥に対し、当該浮上グラニュール汚泥と清水とを接触させる洗浄法によって脱気処理を行った。すなわち、１Ｌのビーカーに浮上グラニュール汚泥１００ｍｌ（固形分：約１０ｇ／Ｌ）と水５００ｍｌとを入れ、これを約１０分間軽く攪拌することによって浮上グラニュール汚泥を脱気処理した。
【００５３】
（脱気処理後の沈降性評価）
減圧法（実験例１）、遠心分離法（実験例２）、洗浄法（実験例３）によって脱気処理された各グラニュール汚泥を、嫌気性処理槽から採取したメタン発酵処理水を入れたメスシリンダーにそれぞれ投入し、グラニュール汚泥の沈降性を目視により観察した。その結果、減圧法が最もグラニュール汚泥の沈降性を回復させる効果が高く、以下、遠心分離法、洗浄法の順序であることが分かった。なお、目視による観察では、いずれの脱気処理方法においてもグラニュール汚泥の破砕や細粒化は認められなかった。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】第１の実施形態の嫌気性処理システムの構成の概略説明図である。
【図２】嫌気性処理槽の構成の概略説明図である。
【図３】第２の実施形態の嫌気性処理システムの構成の概略説明図である。
【符号の説明】
【００５５】
１，２…嫌気性処理システム、１０…嫌気性処理装置、１２…嫌気性処理槽、３０…分離槽（収集装置）、４０…脱気処理装置、５０…固液分離装置（収集装置）、Ｌ６…グラニュール汚泥返送管（返送手段）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
嫌気性汚泥が粒状化してなるグラニュール汚泥を収容しており有機性廃水を上向きに流動させて前記グラニュール汚泥と接触させることによって前記有機性廃水を嫌気性処理する嫌気性処理槽と、
前記嫌気性処理槽内を浮上した浮上グラニュール汚泥を収集する収集装置と、
前記収集装置で収集された浮上グラニュール汚泥を破砕することなく脱気処理することによって当該浮上グラニュール汚泥が内包するガスを排出させる脱気処理装置と、
前記脱気処理装置において脱気処理されたグラニュール汚泥を前記嫌気性処理槽に返送する返送手段と、を備え、
前記脱気処理装置は、清水による洗浄装置であることを特徴とする嫌気性処理システム。
【請求項２】
嫌気性汚泥が粒状化してなるグラニュール汚泥を収容している嫌気性処理槽内において、有機性廃水を上向きに流動させて前記グラニュール汚泥と接触させることによって前記有機性廃水を嫌気性処理する嫌気性処理工程と、
前記嫌気性処理槽内を浮上した浮上グラニュール汚泥を収集する収集工程と、
前記収集工程を経て得られた浮上グラニュール汚泥を破砕することなく脱気処理することによって当該浮上グラニュール汚泥が内包するガスを排出させる脱気処理工程と、
前記脱気処理が施されたグラニュール汚泥を前記嫌気性処理槽に返送する返送工程と、を備え、
前記脱気処理は、清水による洗浄処理であることを特徴とする嫌気性処理方法。
【請求項１】
嫌気性汚泥が粒状化してなるグラニュール汚泥を収容しており有機性廃水を上向きに流動させて前記グラニュール汚泥と接触させることによって前記有機性廃水を嫌気性処理する嫌気性処理槽と、
前記嫌気性処理槽内を浮上した浮上グラニュール汚泥を収集する収集装置と、
前記収集装置で収集された浮上グラニュール汚泥を破砕することなく脱気処理することによって当該浮上グラニュール汚泥が内包するガスを排出させる脱気処理装置と、
前記脱気処理装置において脱気処理されたグラニュール汚泥を前記嫌気性処理槽に返送する返送手段と、を備え、
前記脱気処理装置は、清水による洗浄装置であることを特徴とする嫌気性処理システム。
【請求項２】
嫌気性汚泥が粒状化してなるグラニュール汚泥を収容している嫌気性処理槽内において、有機性廃水を上向きに流動させて前記グラニュール汚泥と接触させることによって前記有機性廃水を嫌気性処理する嫌気性処理工程と、
前記嫌気性処理槽内を浮上した浮上グラニュール汚泥を収集する収集工程と、
前記収集工程を経て得られた浮上グラニュール汚泥を破砕することなく脱気処理することによって当該浮上グラニュール汚泥が内包するガスを排出させる脱気処理工程と、
前記脱気処理が施されたグラニュール汚泥を前記嫌気性処理槽に返送する返送工程と、を備え、
前記脱気処理は、清水による洗浄処理であることを特徴とする嫌気性処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−６７８２１（Ｐ２０１１−６７８２１Ａ）
【公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４８１４（Ｐ２０１１−４８１４）
【出願日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【分割の表示】特願２００７−２３３３７（Ｐ２００７−２３３３７）の分割
【原出願日】平成１９年２月１日（２００７．２．１）
【出願人】（５０７０３６０５０）住友重機械エンバイロメント株式会社 (88)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【分割の表示】特願２００７−２３３３７（Ｐ２００７−２３３３７）の分割
【原出願日】平成１９年２月１日（２００７．２．１）
【出願人】（５０７０３６０５０）住友重機械エンバイロメント株式会社 (88)
【Ｆターム（参考）】
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