嫌気性スラッジブランケット反応器による超高速高温廃水処理プロセスの開発

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05558075
• 研究機関: 長岡技術科学大学
• 研究代表者: 原田 秀樹 長岡技術科学大学, 工学部, 助教授 (70134971)
• 研究分担者: 米山 豊 (株)荏原インフィルコ, 研究部, 主任 ; 桐山 光市 (株)荏原総合研究所, 第5研究室, 主任研究員 ; 荒木 信夫 長岡工業高等専門学校, 土木工学科, 助教授 ; 小松 俊哉 長岡技術科学大学, 工学部, 助手 ; 桃井 清至 長岡技術科学大学, 工学部, 教授 (60003852)
• キーワード: UASBリアクター / 嫌気性処理 / グラニュール / 高温メタン発酵 / アルコール蒸留廃水 / メタン生成活性

研究概要

本年度は、昨年度までの合成廃水を用いた研究成果に基づいて、アルコール蒸留実廃水を供試した長期連続実験により,高温UASBプロセスのフィージビリティを検討した.とくに、本研究ではスタートアップ期間の短縮を測る目的で植種汚泥として中温グラニュール汚泥を用い、高温UASBリアクターのスタートアップ期間における,処理特性の把握と保持汚泥の中温菌から高温菌へのポピュレーション・シフト(メタン生成活性の温度依存性)の挙動を中心に検討した.(a)反応器運転状況:250日間の連続実験期間を通じて、容積負荷は、1〜30kgCOD・m^<-3>・d^1まで段階的に上昇させた。この間HRT(水理学的滞留時間)は、72hrから4.8hrにまで短縮され、最終的には流入基質濃度で9000mg/Lで7.2hrとなった。COD除去率は、運転の継続に伴って徐々に増加し、約1カ月で85%に達した。その後は容積負荷の上昇にもかかわらず除去率は常時80〜90%を維持して良好な処理性能を発揮した。(b)メタン生成活性値とその温度依存性の推移:酢酸基質では、至適温度が45℃から65℃へとシフトし、最大活性値は0.5gCOD・gVSS^<-1>・d^1から1.5gCOD・gVSS^<-1>・d^1に増加した。プロピオン酸基質では、至適温度が37℃から55℃へとシフトし、最大活性値は0.11gCOD・gVSS^<-1>・d^1から0.24gCOD・gVSS^<-1>・d^1に増加した。H_2/CO_2基質では、至適温度が45℃から65℃へシフトし、最大活性値は2.2gCOD・gVSS^<-1>・d^1から5.9gCOD・gVSS^<-1>・d^1にまで増加した。反応器操作温度である55℃で、高温グラニュールのメタン生成活性を比較すると、プロピオン酸基質は、H_2/CO_2基質のわずか1/(22)、酢酸基質の1/5であり、高温メタン発酵系ではプロピオン酸分解反応が律速になることが判明した。

研究成果

• [文献書誌] 珠坪一晃,原田秀樹,曾怡禎,桃井清至: "高温UASBリアクター保持微生物のグラニュール形成過程における構造的特徴とメタン生成活性の推移" 環境工学研究論文集. 31. 57-67 (1994)
• [文献書誌] I-Cheng Tseng.H.Harada and K.Momonoi: "Adhesion and aggregation mechanisms of methanogenic sludge consortia developed in an UASB reactor" 環境工学研究論文集. 31. 68-80 (1994)
• [文献書誌] S.Uemura and H.Harada: "Inorganic composition and microbial characteristics of methanogenic granular sludge grown in a thermophilic UASB reactor," App.Microbiol.and Biotechnol,. (印刷中). (1995)
• [文献書誌] H.Harada and S.Uemura: "Anaerobic treament of a recalcitrant distillery wastewater by a thermophilic UASB reactor," Bioresource Technology. (印刷中). (1995)
• [文献書誌] H.Harada,K.Momonoi,and S.Yamazaki: "Application of anaerobic-UF membrane reactor for treatment of a wastewater containing high strength particulate organics," Proc.of 7th Inetrn'l Symp.on Anaerobic Digestion. 540-549 (1994)
• [文献書誌] H.Harada,S.Uemura and K.Momonoi: "Interaction Between Sulfate-reducing Bacteria and Methane-producing Bacteria in UASB Reactors Fed with Low Strength Wastes Containing Different levels of Sulfate" Water Research. 28. 355-367 (1994)