特許 6960269 有機物含有水の処理方法および有機物含有水の処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6960269

(24)【登録日】2021年10月13日

(45)【発行日】2021年11月5日

(54)【発明の名称】有機物含有水の処理方法および有機物含有水の処理装置

(51)【国際特許分類】

   C02F 3/28 20060101AFI20211025BHJP

   C02F 3/10 20060101ALI20211025BHJP

【ＦＩ】

   C02F3/28 B

   C02F3/10 Z

【請求項の数】12

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2017-146968(P2017-146968)

(22)【出願日】2017年7月28日

(65)【公開番号】特開2019-25410(P2019-25410A)

(43)【公開日】2019年2月21日

【審査請求日】2020年4月13日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004400

【氏名又は名称】オルガノ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】特許業務法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山本 太一

(72)【発明者】

【氏名】井坂 和一

(72)【発明者】

【氏名】長谷部 吉昭

【審査官】 松井 一泰

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−２０１３７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０８８０４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−３２４１３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０６６１６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−３４２７０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１１６５１６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０２Ｆ ３／２８

Ｃ０２Ｆ ３／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

有機物含有水を流動床式の反応槽により嫌気条件で生物処理する有機物含有水の処理方法であって、
前記反応槽内に、メタン発酵菌を含む嫌気性微生物が生物膜状となって付着している担体を流動させながら、前記有機物含有水を通水して生物処理し、
前記反応槽とは別の貯留槽で、嫌気性微生物が生物膜状となって付着した担体を貯留し、前記反応槽の処理水の有機酸濃度が所定の値以上となる処理低下時に、前記貯留した貯留担体を前記反応槽に添加することを特徴とする有機物含有水の処理方法。

【請求項2】

請求項１に記載の有機物含有水の処理方法であって、
前記貯留担体の添加位置が、前記反応槽へ前記有機物含有水を流入させる流入ポンプの出口側であることを特徴とする有機物含有水の処理方法。

【請求項3】

請求項１に記載の有機物含有水の処理方法であって、
前記貯留槽を前記反応槽の水面より上方に設置し、前記貯留担体を自然流下させて前記反応槽へ添加することを特徴とする有機物含有水の処理方法。

【請求項4】

請求項１〜３に記載の有機物含有水の処理方法であって、
前記反応槽の処理安定時に、前記貯留担体の一部と前記反応槽内の担体の一部とを入れ替えることを特徴とする有機物含有水の処理方法。

【請求項5】

請求項１〜４に記載の有機物含有水の処理方法であって、
前記反応槽が、担体を撹拌する撹拌装置を有することを特徴とする有機物含有水の処理方法。

【請求項6】

請求項１〜５に記載の有機物含有水の処理方法であって、
前記担体が、ゲル状担体であることを特徴とする有機物含有水の処理方法。

【請求項7】

有機物含有水を流動床式の反応槽により嫌気条件で生物処理する有機物含有水の処理装置であって、
メタン発酵菌を含む嫌気性微生物が生物膜状となって付着している担体を流動させながら、前記有機物含有水を通水して生物処理するための反応槽と、
嫌気性微生物が生物膜状となって付着した担体を貯留するための、前記反応槽とは別の貯留槽と、
前記反応槽の処理水の有機酸濃度が所定の値以上となる処理低下時に、前記貯留槽内の貯留担体を前記反応槽に添加するように制御する制御部と、
を備えることを特徴とする有機物含有水の処理装置。

【請求項8】

請求項７に記載の有機物含有水の処理装置であって、
前記貯留担体の添加位置が、前記反応槽へ前記有機物含有水を流入させる流入ポンプの出口側であることを特徴とする有機物含有水の処理装置。

【請求項9】

請求項７に記載の有機物含有水の処理装置であって、
前記貯留槽を前記反応槽の水面より上方に設置し、前記貯留担体を自然流下させて前記反応槽へ添加することを特徴とする有機物含有水の処理装置。

【請求項10】

請求項７〜９に記載の有機物含有水の処理装置であって、
前記制御部は、前記反応槽の処理安定時に、前記貯留担体の一部と前記反応槽内の担体の一部とを入れ替えるように制御することを特徴とする有機物含有水の処理装置。

【請求項11】

請求項７〜１０に記載の有機物含有水の処理装置であって、
前記反応槽が、担体を撹拌する撹拌装置を有することを特徴とする有機物含有水の処理装置。

【請求項12】

請求項７〜１１に記載の有機物含有水の処理装置であって、
前記担体が、ゲル状担体であることを特徴とする有機物含有水の処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、有機物含有水を流動床式反応槽により嫌気条件で生物処理する、有機物含有水の処理方法および処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

有機物含有水を流動床式反応槽により嫌気条件で生物処理する嫌気性流動床式水処理は、担体に嫌気性微生物を付着させ、反応槽内で流動させることにより、有機物含有水と担体との接触効率を高め、安定且つ高効率な処理を可能とする処理方法である。しかし、この方法では、担体への嫌気性微生物の付着に時間が掛かるため、処理効率が低下したり、処理水質が低下する等の処理が低下したときに、処理能力の回復に多大な時間を要するという問題がある。

【0003】

例えば、特許文献１には、嫌気性流動床式排水処理において、処理が低下したときに嫌気性グラニュールを添加する方法が提案されている。嫌気性グラニュールは担体よりも沈降速度が低いため、担体の十分な流動状態では、嫌気性グラニュールは解体、分散化し易く、短期間で反応槽内から流出する傾向にある。したがって、処理の低下を一時的に改善できるが、長期的には嫌気性グラニュールを複数回添加する必要がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１４−１００６７９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

嫌気性流動床式水処理の処理が低下したときに効率良く、長期間にわたって処理を回復させる方法はこれまで知られていない。

【0006】

本発明の目的は、有機物含有水を流動床式反応槽により嫌気性微生物の付着担体を用いて嫌気条件で生物処理する方法において、処理が低下したときに効率良く、長期間にわたって処理を回復させることができる、有機物含有水の処理方法および処理装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、有機物含有水を流動床式の反応槽により嫌気条件で生物処理する有機物含有水の処理方法であって、前記反応槽内に、メタン発酵菌を含む嫌気性微生物が生物膜状となって付着している担体を流動させながら、前記有機物含有水を通水して生物処理し、前記反応槽とは別の貯留槽で、嫌気性微生物が生物膜状となって付着した担体を貯留し、前記反応槽の処理水の有機酸濃度が所定の値以上となる処理低下時に、前記貯留した貯留担体を前記反応槽に添加する、有機物含有水の処理方法である。

【0008】

前記有機物含有水の処理方法において、前記貯留担体の添加位置が、前記反応槽へ前記有機物含有水を流入させる流入ポンプの出口側であることが好ましい。

【0009】

前記有機物含有水の処理方法において、前記貯留槽を前記反応槽の水面より上方に設置し、前記貯留担体を自然流下させて前記反応槽へ添加することが好ましい。

【0010】

前記有機物含有水の処理方法において、前記反応槽の処理安定時に、前記貯留担体の一部と前記反応槽内の担体の一部とを入れ替えることが好ましい。

【0011】

前記有機物含有水の処理方法において、前記反応槽が、担体を撹拌する撹拌装置を有することが好ましい。

【0012】

前記有機物含有水の処理方法において、前記担体が、ゲル状担体であることが好ましい。

【0013】

また、本発明は、有機物含有水を流動床式の反応槽により嫌気条件で生物処理する有機物含有水の処理装置であって、メタン発酵菌を含む嫌気性微生物が生物膜状となって付着している担体を流動させながら、前記有機物含有水を通水して生物処理するための反応槽と、嫌気性微生物が生物膜状となって付着した担体を貯留するための、前記反応槽とは別の貯留槽と、前記反応槽の処理水の有機酸濃度が所定の値以上となる処理低下時に、前記貯留槽内の貯留担体を前記反応槽に添加するように制御する制御部と、を備える、有機物含有水の処理装置である。

【0014】

前記有機物含有水の処理装置において、前記貯留担体の添加位置が、前記反応槽へ前記有機物含有水を流入させる流入ポンプの出口側であることが好ましい。

【0015】

前記有機物含有水の処理装置において、前記貯留槽を前記反応槽の水面より上方に設置し、前記貯留担体を自然流下させて前記反応槽へ添加することが好ましい。

【0016】

前記有機物含有水の処理装置において、前記制御部は、前記反応槽の処理安定時に、前記貯留担体の一部と前記反応槽内の担体の一部とを入れ替えるように制御することが好ましい。

【0017】

前記有機物含有水の処理装置において、前記反応槽が、担体を撹拌する撹拌装置を有することが好ましい。

【0018】

前記有機物含有水の処理装置において、前記担体が、ゲル状担体であることが好ましい。

【発明の効果】

【0019】

本発明では、有機物含有水を流動床式反応槽により嫌気性微生物の付着担体を用いて嫌気条件で生物処理する方法において、処理が低下したときに効率良く、長期間にわたって処理を回復させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の実施形態に係る有機物含有水の処理装置の一例を示す概略構成図である。

【図2】本発明の実施形態に係る有機物含有水の処理装置の他の例を示す概略構成図である。

【図3】本発明の実施形態に係る有機物含有水の処理装置の他の例を示す概略構成図である。

【図4】本発明の実施形態に係る有機物含有水の処理装置の他の例を示す概略構成図である。

【図5】本発明の実施形態に係る有機物含有水の処理装置の他の例を示す概略構成図である。

【図6】実施例および比較例における、ＣＯＤｃｒ負荷（ｋｇ／ｍ^３／ｄａｙ）の経時変化を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0021】

本発明の実施の形態について以下説明する。本実施形態は本発明を実施する一例であって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。

【0022】

本発明の実施形態に係る有機物含有水の処理装置の一例の概略を図１に示し、その構成について説明する。

【0023】

図１に示す有機物含有水の処理装置１は、流動床式の反応槽１０と、反応槽１０とは別の貯留槽１２と、制御部３２とを備える。流動床式の反応槽１０内には、嫌気性微生物が生物膜状となって付着している担体２６が投入されている。貯留槽１２内には、嫌気性微生物が生物膜状となって付着している貯留担体２８が投入されている。反応槽１０は、槽内の担体２６を流動させながら、嫌気条件下で、有機物含有水を通水して生物処理するためのものであり、貯留槽１２は、貯留担体２８を貯留し、反応槽１０の処理低下時に、貯留した貯留担体２８を反応槽１０に添加するためのものである。

【0024】

図１の有機物含有水の処理装置１において、反応槽１０の有機物含有水入口には、流入ポンプ２２を介して有機物含有水流入配管１６が接続され、反応槽１０の処理水出口には、処理水排出配管１８が接続されている。処理水排出配管１８には、処理水の水質を測定する処理水水質測定手段として、処理水水質測定装置３４が設置されている。図１に示す流動床式の反応槽１０は、撹拌型の反応槽であり、槽内に略垂直に設置され、上下が開口したドラフトチューブ２４と、槽内の担体２６を撹拌する撹拌手段として、モータ、撹拌翼、モータと撹拌翼を接続するシャフト等を有する撹拌装置１４と、を備えていてもよい。撹拌装置１４の撹拌翼は、ドラフトチューブ２４内に配置されている。一方、貯留槽１２の出口と反応槽１０の貯留担体入口とは、ポンプ３０を介して貯留担体供給配管２０により接続されている。また、反応槽１０の担体出口と貯留槽１２の担体入口とは、ポンプ３８を介して担体取出配管４０により接続されていてもよい。制御部３２は、ポンプ３０，３８および処理水水質測定装置３４に電気的接続等により接続されている。

【0025】

本実施形態に係る有機物含有水の処理方法および処理装置１の動作について説明する。

【0026】

被処理水である有機物含有水が、流入ポンプ２２により有機物含有水流入配管１６を通して反応槽１０に流入される。この有機物含有水の通水開始前または通水開始後において、反応槽１０に、担体２６が投入される。反応槽１０内では、撹拌装置１４により、担体２６および有機物含有水が撹拌されながら、嫌気条件で生物処理が行われる（生物処理工程）。なお、本実施形態では、撹拌装置１４の撹拌翼がドラフトチューブ２４内に配置されているため、撹拌装置１４による撹拌によってドラフトチューブ２４内に下向流が形成され、ドラフトチューブ２４の外壁面と反応槽１０の内壁面との間に上向流が形成される。反応槽１０で生物処理された処理水は、処理水排出配管１８を通して系外へ排出される。このような処理を継続して、予め設定した負荷に達した段階で、生物処理の立ち上げを終了し、以降、例えば、生物処理の立ち上げ期間で到達した負荷を維持しながら、有機物含有水の生物処理（本処理）が実行される。

【0027】

本実施形態に係る有機物含有水の処理方法および処理装置１では、嫌気性微生物が生物膜状となって付着した貯留担体２８を、反応槽１０の処理効率が悪くなる前の通常時にあらかじめ、反応槽１０とは別の貯留槽１２で貯留し、反応槽１０の処理低下時に貯留担体２８をポンプ３０により貯留担体供給配管２０を通して反応槽１０に添加することで、反応槽１０における処理性能を回復させる。例えば、制御部３２が、反応槽１０の処理低下時に、貯留槽１２内の貯留担体２８を反応槽１０に添加するように制御する。制御部３２によって、例えば、処理水水質測定装置３４により測定された処理水の水質の測定値に基づきポンプ３０が駆動され、貯留担体２８が反応槽１０に添加される。これにより、反応槽１０における嫌気性流動床式水処理の処理が低下したときに効率良く、長期間にわたって処理を回復させることができる。反応槽１０の処理効率が悪くなってから、新たな担体を反応槽１０に投入するのでは対応が遅く、処理が低下する前の通常運転時に嫌気性微生物が付着した貯留担体２８をあらかじめ準備しておき、反応槽１０の処理低下時に貯留担体２８を反応槽１０に添加することで、効率良く処理を回復させ、長期間安定処理を維持することができる。

【0028】

［嫌気性流動床式水処理の反応槽形態］
流動床式の反応槽１０としては、上向流型、撹拌型のいずれでも良いが、撹拌型は被処理水と担体２６との接触効率が高いことや、高い油脂濃度や懸濁物質（ＳＳ）濃度を有する有機物含有水でも処理が可能であることから、撹拌型が好ましい。流動床式の反応槽１０は、上向流型、撹拌型に制限されるものではなく、担体が流動する形式のものであればよく、特に制限されるものではない。

【0029】

撹拌装置１４は、流動床式の反応槽１０内の担体２６を撹拌することが可能な装置構成であればよく、特に制限されるものではない。撹拌装置１４としては、例えば、モータ、撹拌翼、モータと撹拌翼を接続するシャフト等を有する撹拌装置が挙げられる。反応槽１０が、担体２６を撹拌する撹拌装置を有することにより、反応槽１０からの担体２６の取り出し時、および反応槽１０への取り込み時に反応槽１０内にできるだけ偏りなく（できるだけ均一に）担体を取り出し、取り込みできる。

【0030】

担体２６の流動性を向上させる等の点で、撹拌型の反応槽１０の内部に、ドラフトチューブ２４を設置することが好ましいが、必ずしもドラフトチューブ２４を設置しなくてもよい。ドラフトチューブ２４は、反応槽１０内に略垂直に設置され、上下が開口した円筒状等の筒状の管である。

【0031】

本実施形態の処理装置１は、例えば、流動床式の反応槽１０の処理水出口を囲むように設置されるスクリーン（不図示）を備えることが好ましい。このスクリーンにより、流動床式の反応槽１０からの担体２６の流出を抑制することが可能となる。スクリーンとしては、例えば、ウエッジワイヤースクリーン、金網、パンチングメタル等が挙げられる。

【0032】

処理水水質測定装置３４としては、処理水の水質を測定できるものであればよく、特に制限はないが、例えば、ＴＯＣ（全有機炭素）測定装置、ＣＯＤ（化学的酸素要求量）測定装置、ｐＨ測定装置等が挙げられる。

【0033】

［担体］
嫌気性微生物を生物膜状に付着させる担体としては、嫌気性生物処理で従来使用される担体であればよく、特に制限されるものではない。担体としては、例えば、プラスチック製担体、スポンジ状担体、ゲル状担体等が挙げられる。特に、ゲル状担体を用いることで、高分子ポリマを産出しないメタン発酵菌が、ゲル状担体の３次元の網目構造の孔に入り込む、またはゲル状担体の形状、荷電等の関係で付着しやすく、生物膜の保持に有効であり、また、撹拌による担体の流動性も高いため、プラスチック製担体、スポンジ状担体と比較して、高負荷処理が可能となる。ゲル状担体としては、特に限定されるものではないが、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリウレタン等を含んでなる吸水性高分子ゲル状担体等が挙げられる。

【0034】

担体２６の形状は、特に限定されるものではないが、０．５ｍｍ〜２０ｍｍ程度の径の球状または立方体状（キューブ状）、長方体、円筒状等のものが好ましい。特に、３〜８ｍｍ程度の径の球状、または円筒状のゲル状担体が好ましい。

【0035】

反応槽１０内部に流動状態を形成するために、担体２６の比重は、少なくとも１．０より大きく、真比重として、１．１以上、あるいは見かけ比重として１．０１以上のものが好ましい。

【0036】

反応槽１０への担体２６の投入量は、反応槽１０の容積に対して１０〜５０%の範囲が好ましい。担体２６の投入量が反応槽１０の容積に対して１０%未満であると反応速度が小さくなる場合があり、５０%を超えると担体２６が流動しにくくなり、長期運転において汚泥による閉塞等で被処理水がショートパスして処理水質が悪くなる場合がある。

【0037】

担体２６の沈降速度は、１００〜１５０ｍ／ｈｒであることが好ましい。担体２６の沈降速度が１００ｍ／ｈｒ未満であると、担体２６が浮上し、反応槽１０から流出しやすくなり、１５０ｍ／ｈｒを超えると、流動状態が悪くなり、被処理水がショートパスしたり、撹拌のエネルギーが大きくなったりする場合がある。

【0038】

［嫌気性微生物付着担体］
生物膜とは、嫌気性微生物と、嫌気性微生物が産出する菌体外多糖等の生産物等が集合した膜状構造体であって、少なくとも１０μｍ以上の膜厚、好ましくは２０μｍ以上の膜厚を有するものである。上記膜厚は、担体２６表面上からの厚みであり、１０個〜２０個の担体２６の平均値である。なお、菌体外多糖等の生産物は、アルカリを用いて生物膜から多糖類を抽出し、抽出液中の糖濃度をＡｎｔｈｒｏｎｅ法により測定することが可能である。菌体外多糖等の生産物は粘着性を有し、生物膜の付着性に影響を与えるものであると考えられ、例えば、生物膜中に２０ｐｐｍ以上存在していることが好ましく、５０ｐｐｍ以上存在していることがより好ましい。

【0039】

［反応槽の運転条件］
本実施形態では、有機物含有水を生物処理するに当たり、有機物含有水のｐＨは６．０〜８．０の範囲が好ましく、６．５〜７．５の範囲がより好ましい。有機物含有水のｐＨ調整は、例えば、ｐＨ調整剤供給配管（図示せず）から、有機物含有水を貯留した原水槽（図示せず）にｐＨ調整剤を供給することにより行われる。有機物含有水のｐＨが上記範囲外であると、生物処理による有機物の分解反応速度が低下する場合がある。

【0040】

ｐＨ調整剤としては、塩酸等の酸剤、水酸化ナトリウム等のアルカリ剤等が挙げられ、特に制限されるものではない。また、ｐＨ調整剤は、例えば、緩衝作用を持つ重炭酸ナトリウム、燐酸緩衝液等であってもよい。

【0041】

本実施形態では、有機物含有水を生物処理するに当たり、嫌気性微生物の分解活性を良好に維持する等の点から、例えば、有機物含有水に栄養剤を添加することが好ましい。栄養剤としては、特に制限されるものではないが、例えば、炭素源、窒素源、燐源、その他無機塩類（Ｎｉ，Ｃｏ，Ｆｅ等の塩類）等が挙げられる。

【0042】

本実施形態では、流動床式の反応槽１０の水温を２０℃以上となるように温度調整することが好ましい。通常、２０℃未満であると、分解反応速度が低下する傾向にある。反応槽１０内の水温の温度調整方法は、特に制限されるものではないが、例えば、反応槽１０にヒータ等の加熱装置等を設置して、ヒータ等の熱により反応槽１０内の水温を調整する方法等が挙げられる。

【0043】

［貯留槽］
貯留槽１２に、嫌気性微生物が生物膜状に付着した貯留担体２８を貯留する。嫌気性微生物が生物膜状に付着した貯留担体２８は、例えば、有機物含有水に、微生物が付着していない担体を浸漬させて長期間馴養している馴養装置等から確保される。また、例えば、担体を用いた有機物含有水の嫌気処理を長期に行っている別系統の処理装置から確保される。または、反応槽１０から一部の担体を引抜くことで確保される。例えば、反応槽１０内の担体２６をポンプ３８により担体取出配管４０を通して引抜いて貯留槽１２に添加すればよい。

【0044】

貯留槽１２における貯留担体２８の貯留量は、反応槽１０に保持する担体２６の量（容積）の３０〜１００％相当が好ましく、７０〜１００％相当がより好ましい。

【0045】

貯留担体２８として用いる担体の材質、形状、比重、沈降速度等は、上記担体２６と同様のものを用いればよい。

【0046】

貯留担体２８を反応槽１０に添加するためのポンプ３０としては、通常のポンプを用いることができるが、貯留担体２８の破損および担体に付着した生物膜の剥離等を抑制するために、回転容積式ポンプ、チューブポンプ、エアーリフトポンプ等が好ましい。

【0047】

本明細書において「処理低下時」とは、（１）安定時の有機物除去率と比較して３０%以上有機物除去率が低下した状態、（２）安定時の処理水水質と比較して３０%以上処理水水質が低下した状態、（３）処理水の有機酸濃度が１５０ｍｇ／Ｌ以上となった状態、（４）有機物含有水のｐＨが６．５〜７．５の範囲外となった状態の少なくとも１つの状態を指す。また、「処理安定時」とは、（１）有機物除去率が７０％以上の状態、（２）処理水水質が原水濃度の３０％未満の状態、（３）処理水の有機酸濃度が１５０ｍｇ／Ｌ未満の状態の少なくとも１つの状態、（４）有機物含有水のｐＨが６．５〜７．５の範囲内の状態を指す。例えば、制御部３２が、処理水水質測定装置３４により測定された処理水のＴＯＣ、ＣＯＤ、ｐＨ等の水質の測定値に基づき、「処理低下時」および「処理安定時」を判断すればよい。

【0048】

嫌気性微生物が生物膜状に付着した貯留担体２８は、保管および移送に注意しないと、生物膜が担体から剥離してしまう可能性がある。例えば、図１に示すように、貯留担体２８を貯留槽１２から反応槽１０へ移送する際、ポンプ３０等を利用すると、貯留担体２８の表面に付着した嫌気性微生物が剥離し易く、また担体自体も破損する場合がある。したがって、例えば、図２に示すように、反応槽１０へ有機物含有水を流入させる流入ポンプ２２等の出口側において貯留担体２８を添加することが好ましい。図２に示す処理装置３では、有機物含有水流入配管１６における流入ポンプ２２の出口側と反応槽１０の有機物含有水入口との間に、貯留槽１２の出口からの貯留担体供給配管２０がバルブ３６を介して接続されている。また、反応槽１０の担体出口と貯留槽１２の担体入口とは、ポンプ４２を介して担体取出配管４４により接続されていてもよい。制御部３２は、処理水水質測定装置３４、バルブ３６およびポンプ４２に電気的接続等により接続されている。図２に示す処理装置３では、貯留担体２８の添加位置を反応槽１０の流入ポンプ２２の出口側に設置し、流入ポンプ２２により押し出された有機物含有水と共に、生物膜の剥離を抑制して反応槽１０に添加する方法である。例えば、制御部３２によって、処理水水質測定装置３４により測定された処理水の水質の測定値に基づきバルブ３６の開閉が制御され、貯留担体２８が、貯留担体供給配管２０、有機物含有水流入配管１６を通して反応槽１０に添加される。

【0049】

または、図３に示すように、貯留槽１２を反応槽１０の水面より上方に設置し、貯留担体２８を自然流下させて反応槽１０へ添加することが好ましい。図３に示す処理装置５では、反応槽１０の上部の貯留担体入口に、反応槽１０の水面より上方に設置した貯留槽１２の出口からの貯留担体供給配管２０がバルブ３６を介して接続されている。また、反応槽１０の担体出口と貯留槽１２の担体入口とは、ポンプ４２を介して担体取出配管４４により接続されていてもよい。制御部３２は、処理水水質測定装置３４、バルブ３６およびポンプ４２に電気的接続等により接続されている。図３に示す処理装置５では、貯留担体２８を貯留する貯留槽１２を反応槽１０の水面より上方に設置し、貯留担体２８を自然流下させて反応槽１０へ添加することで、生物膜の剥離を抑制して反応槽１０に添加する方法である。例えば、制御部３２によって、処理水水質測定装置３４により測定された処理水の水質の測定値に基づきバルブ３６の開閉が制御され、貯留担体２８が、貯留担体供給配管２０を通して反応槽１０に添加される。

【0050】

これら図２，３に示す構成等により、貯留担体２８を反応槽１０に添加する際に、貯留担体２８に付着している生物膜をできるだけ剥離させずに反応槽１０に添加することができる。

【0051】

反応槽１０の処理の低下状況に応じて、貯留担体２８の添加量を調整することが好ましく、例えば、安定時の有機物除去率と比較して４０%有機物除去率が低下した場合、貯留担体２８の添加量は反応槽１０の保持担体量の４０%分添加する。反応槽１０内の保持担体量が過剰となると、担体２６の流動性不良となる可能性があるため、貯留担体２８の添加量と同等の量の担体２６を反応槽１０から引抜くことが好ましい。この場合、貯留槽１２を２槽以上設置し、反応槽１０から引抜いた担体２６を、貯留している貯留担体２８と分別することがより好ましい。

【0052】

嫌気性微生物が付着した貯留担体２８を貯留槽１２に長期間貯留した場合、微生物の活性が低下する可能性がある。そこで、反応槽１０の処理安定時には、反応槽１０内の担体２６の一部と貯留槽１２の貯留担体２８の一部とを入れ替え、微生物の活性を維持することが好ましい。例えば、制御部３２が、反応槽１０の処理安定時に、貯留担体２８の一部と反応槽１０内の担体２６の一部とを入れ替えるように制御する。図１の処理装置１では、例えば、制御部３２によって、処理水水質測定装置３４により測定された処理水の水質の測定値に基づきポンプ３０およびポンプ３８が駆動され、貯留槽１２内の貯留担体２８の一部と反応槽１０内の担体２６の一部とが入れ替えられる。図２，３の処理装置３，５では、例えば、制御部３２によって、処理水水質測定装置３４により測定された処理水の水質の測定値に基づきバルブ３６の開閉が制御され、ポンプ４２が駆動され、貯留槽１２内の貯留担体２８の一部と反応槽１０内の担体２６の一部とが入れ替えられる。反応槽１０の貯留担体入口と担体出口とは、反応槽１０内の流れ方向を考慮して、反応槽１０内において、取り出される担体２６と添加される貯留担体２８ができるだけ混ざらないように離されて配置されることが好ましい。反応槽１０内の担体２６を貯留槽１２に添加するためのポンプ３８，４２については、ポンプ３０と同様のポンプを用いることができる。

【0053】

反応槽１０に保持する担体２６が例えば３〜１４日で貯留槽１２に保持する貯留担体２８と入れ替わるようにするのが好ましい。通常、嫌気処理の運転管理では１〜３日置きに処理状況の確認を行うことが一般的であるため、担体の入れ替え頻度が３日未満の場合、反応槽１０の処理低下時に、反応槽１０に保持する担体２６、貯留槽１２に保持する貯留担体２８共に処理性能の低下の影響を受ける可能性がある。また、担体の入れ替え頻度が１４日を超える場合は、貯留担体２８の嫌気性微生物の活性低下が始まり、処理性能の低下に繋がる可能性がある。

【0054】

ゲル状担体は他の担体と比較して、嫌気性微生物の保持能力が高く、担体自体の弾力性も高いため、貯留槽１２と反応槽１０との間の担体の移送の際、生物膜の剥離や担体の破損を抑制することができる。

【0055】

［有機物含有排水］
本実施形態の有機物含有水の処理方法および処理装置１における処理対象である有機物含有水は、例えば、食品製造工場、電子産業工場、パルプ製造工場、化学工場等から排出される有機物（油脂、懸濁物質、ならびに油脂および懸濁物質以外の有機物）を含有する排水である。

【0056】

撹拌型の処理装置は、高い油脂濃度やＳＳ濃度を有する有機物含有水でも処理が可能であるが、対象とする有機物含有水のノルマルヘキサン抽出物質濃度（油脂濃度）は、例えば、１００ｍｇ／Ｌ以上であり、好ましくは１５０ｍｇ／Ｌ以上である。また、ＳＳ濃度は、例えば、１００ｍｇ／Ｌ以上であり、好ましくは２００ｍｇ／Ｌ以上である。

【0057】

［その他の実施形態１］
本実施形態に係る有機物含有水の処理装置は、例えば、図４に示すように、反応槽１０を複数（図４の例では例えば、第１反応槽１０ａ、第２反応槽１０ｂ）設け、それぞれの反応槽１０に貯留槽１２より生物膜が付着した貯留担体２８を添加する構成であってもよい。この場合、第１反応槽１０ａ、第２反応槽１０ｂからそれぞれ引抜いた担体２６を、貯留槽１２の貯留担体２８と入れ替えてもよい。

【0058】

［その他の実施形態２］
また、図５に示すように、反応槽１０を複数（図５の例では例えば、第１反応槽１０ａ、第２反応槽１０ｂ）設け、（１）第２反応槽１０ｂの処理が低下したと判定すると、第１反応槽１０ａ内の生物膜が付着した担体２６を第２反応槽１０ｂに添加し、（２）次に、貯留槽１２内の生物膜が付着した貯留担体２８を第１反応槽１０ａに添加する構成であってもよい。この場合、第２反応槽１０ｂから引抜いた担体２６を、貯留槽１２の貯留担体２８に添加してもよい。

【0059】

この場合、例えば、負荷等の運転条件を第２反応槽１０ｂでは第１反応槽１０ａよりも高い条件（例えば最大条件）、第１反応槽１０ａでは第２反応槽１０ｂよりも低い条件（緩和条件）とする。嫌気処理に関わる微生物は環境変化に弱く、過負荷条件では阻害を受け、活性が低下しやすいことから、処理低下現象は第２反応槽１０ｂから現れるため、その時点では第１反応槽１０ａの処理低下は第２反応槽１０ｂに比べて少ない。第１反応槽１０ａでは貯留槽１２より活性の高い担体が存在しているため、その担体を第２反応槽１０ｂ（例えば最大条件）に移送することで、貯留槽１２から移送するより少ない担体量で十分な効果が得られる。第１反応槽１０ａから第２反応槽１０ｂへの移送後、第１反応槽１０ａ内で不足した担体は貯留槽１２から補給すればよい。貯留槽１２の貯留担体２８は活性が低い担体であるので、緩和条件の第１反応槽１０ａに投入した方がスムーズに活性を回復させることができる。

【0060】

貯留槽１２に貯留する貯留担体２８と、１つまたは複数の反応槽１０から貯留槽１２へ戻した担体２６とができるだけ混合しないように、例えば、返送する担体２６を貯留槽１２の上部から投入し、担体が上下で混合しないようにしながら、移送する貯留担体２８は下部から抜き出すことが好ましい。

【実施例】

【0061】

以下、実施例および比較例を挙げ、本発明をより具体的に詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。

【0062】

（１）貯留担体添加法と嫌気性グラニュール添加法の比較試験
処理低下時を想定し、嫌気性微生物が付着していない新品の球状ポリビニルアルコール製ゲル状担体（細孔径４〜２０μｍ、直径４ｍｍ、比重１．０２５、沈降速度４ｃｍ／ｓｅｃ）を反応槽（容積６００ｍＬのアクリル製反応槽）の容積に対して２４〜３０%充填した（処理が全く出来ない状態を想定）。処理対象の有機物含有水は、スクロース、カツオエキスを主成分とした食品工場模擬排水（ＣＯＤｃｒ＝２５００〜３０００ｍｇ／Ｌ）とした。

【0063】

［比較例］
嫌気性グラニュールを反応槽の容積に対して１０%投入した。反応槽内を撹拌機で撹拌することで担体および嫌気性グラニュールを流動させた。結果を図６に示す。

【0064】

図６に示すように、比較例では、運転開始から徐々に嫌気性グラニュールが反応槽から流出していたため、負荷を適切に設定することが困難となり、運転４０日目以降、負荷の上昇が停滞した。最終的に運転８０日目の到達負荷は約６ｋｇ／ｍ^３／ｄａｙであった。

【0065】

［実施例１］
貯留担体（球状のポリビニルアルコール製ゲル状担体（細孔径４〜２０μｍ、直径４ｍｍ、比重１．０２５、沈降速度４ｃｍ／ｓｅｃ、嫌気性微生物が担体内部および表層に生物膜状となって付着））を反応槽の容積に対して１．５%投入し、嫌気性グラニュールは投入しなかった。これ以外の条件は比較例と同じ条件とした。結果を図６に示す。

【0066】

図６に示すように、実施例１では、比較例のように嫌気性グラニュールは反応槽からほとんど流出せず、反応槽内の保持汚泥量が大きく変化することが無かったため、負荷を段階的に上昇させることができ、運転８０日目の到達負荷は約１０ｋｇ／ｍ^３／ｄａｙとなった。

【0067】

［実施例２］
貯留担体（球状のポリビニルアルコール製ゲル状担体（細孔径４〜２０μｍ、直径４ｍｍ、比重１．０２５、沈降速度４ｃｍ／ｓｅｃ、嫌気性微生物が担体内部および表層に生物膜状となって付着））を反応槽の容積に対して６%投入し、嫌気性グラニュールは投入しなかった。これ以外の条件は比較例と同じ条件とした。結果を図６に示す。

【0068】

図６に示すように、実施例２では、比較例のように嫌気性グラニュールは反応槽からほとんど流出せず、反応槽内の保持汚泥量が大きく変化することが無かったため、負荷を速やかに上昇させることができ、運転７０日目で負荷約１８ｋｇ／ｍ^３／ｄａｙに到達した。

【0069】

このように、反応槽の処理低下時に、貯留担体を反応槽に添加することで速やかに処理を回復させることができることがわかった。

【0070】

（２）貯留担体の添加位置の比較実験
有機物含有水の流入ポンプの入口側に貯留担体を投入して反応槽へ移送した場合、貯留担体はポンプ内部で高速に回転するプロペラに接触する。そこで、貯留担体を、流入ポンプの入口側に投入し、プロペラに接触させて反応槽へ投入した場合と、流入ポンプの出口側に投入し、プロペラに接触させずに反応槽へ投入した場合の処理性能を比較した。

【0071】

内部にドラフトチューブを有する容積６０Ｌのアクリル製反応槽内で、撹拌機を用いて担体（球状のポリビニルアルコール製ゲル状担体（細孔径４〜２０μｍ、直径４ｍｍ、比重１．０２５、沈降速度４ｃｍ／ｓｅｃ））を流動させた。処理対象の有機物含有水は、食品製造工場から排出された有機物含有排水（ＣＯＤｃｒ濃度は１，５００〜３，０００ｍｇ／Ｌ）とした。

【0072】

［実施例３］
貯留担体（球状のポリビニルアルコール製ゲル状担体（細孔径４〜２０μｍ、直径４ｍｍ、比重１．０２５、沈降速度４ｃｍ／ｓｅｃ、嫌気性微生物が担体内部および表層に生物膜状となって付着））を流入ポンプの入口側に投入し、プロペラに接触させた後、反応槽へ投入した（充填率３０%）。ＣＯＤｃｒ除去速度は９．８ｋｇ／ｍ^３／ｄａｙとなった。

【0073】

［実施例４］
貯留担体（球状のポリビニルアルコール製ゲル状担体（細孔径４〜２０μｍ、直径４ｍｍ、比重１．０２５、沈降速度４ｃｍ／ｓｅｃ、嫌気性微生物が担体内部および表層に生物膜状となって付着））を流入ポンプの出口側に投入し、プロペラに接触させずに反応槽へ投入した（充填率３０%）。ＣＯＤｃｒ除去速度は１７．３ｋｇ／ｍ^３／ｄａｙとなった。

【0074】

このように、貯留担体の添加位置は、ポンプのプロペラに接触する流入ポンプの入口側よりも、プロペラに接触しない流入ポンプの出口側であることが好ましいことがわかった。

【0075】

以上の通り、実施例の方法により、有機物含有水を流動床式反応槽により嫌気性微生物の付着担体を用いて嫌気条件で生物処理する方法において、処理が低下したときに効率良く、長期間にわたって処理を回復させることができた。

【符号の説明】

【0076】

１，３，５ 処理装置、１０ 反応槽、１０ａ 第１反応槽、１０ｂ 第２反応槽、１２ 貯留槽、１４ 撹拌装置、１６ 有機物含有水流入配管、１８ 処理水排出配管、２０ 貯留担体供給配管、２２ 流入ポンプ、２４ ドラフトチューブ、２６ 担体、２８ 貯留担体、３０，３８，４２ ポンプ、３２ 制御部、３４ 処理水水質測定装置、３６ バルブ、４０，４４ 担体取出配管。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】