膜分離固定化微生物反応槽による相分離嫌気性消化

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 63550400
• 研究機関: 武蔵工業大学
• 研究代表者: 綾 日出教 武蔵工業大学, 工学部, 教授 (60010675)
• キーワード: 下水汚泥 / 嫌気性消化 / 膜分離 / 固定化微生物 / メタン発酵 / 汚泥処理

研究概要

混合下水汚泥と余剰活性汚泥の膜分離嫌気性消化の実験を平膜および中空系膜モジュ-ルについて実施した。平膜モジュ-ルでは、ガラス瓶が熱応力のため破損して実験が継続できなくなる事故が続いたので、プラスチック製消化タンクを開発して余剰汚泥の実験に使用した。混合汚泥の消化温度は、25℃、35℃および50℃である。余剰汚泥は35℃の消化とした。50℃では安定した消化はできなかった。決果は以下の通り。
(1)透過液のCODcrは200mg/l以下である。
(2)MLSSを30,000〜40,000mg/lに維持できた。
(3)VSS当りのガス発生量は余剰汚泥の方が約25%少ない。
(4)生汚泥中の灰分は溶解して膜を透過し、全く蓄積しない。
(5)消化タンク内汚泥の自己分解係数は、低温消化で0.022〜0.024/d、高温消化では0.007/dであり、高温消化の方が小さい。
(6)消化ガスのメタン量はほぼ65%である。
(7)消化タンクの容積当りの投入VSS負荷は最大1.8gr-VSS/l・day。
(8)メタン菌が阻害され、有機酸が蓄積すると回復に2ヶ月かかる。
本年度は、中空系膜を用いる実験も行なっている。外径0.2mmのポリエチレン製中空系精密ろ過膜(孔径0.1mm)の末端を加熱圧接して閉塞し、内径30mm、長さ1mの管内に144本充填し、ポンプにより消化タンクの混合液を循環させた。膜透過は外圧式とし間欠的に吸引して行なった。MLSS濃度は約20,000mg/lで、十分な流速があれば中空系がかたまることなく、フラックスを維持できた。透過液の水質は平膜モジュ-ルの場合と同じであり、実用性があることが確認できた。
本法では、低温消化の方が効率がよく、余剰汚泥が発生しない。特性はほぼ把握できたが、動力学的解析まだデ-タ不足である。

研究成果

• [文献書誌] 綾日出教: "膜分離リアクタを用いた嫌気性消化の温度特性" 第23回水質汚濁学会講演集. 23. 133-134
• [文献書誌] 遠藤栄志,小林正裕: "膜分離リアクタ-を用いた嫌気性消化" 武蔵工業大学土木工学科修士学位論文,卒業論文概要集. 174-176 (1989)
• [文献書誌] 綾日出教,小林正裕,並木克之,遠藤栄志: "膜分離嫌気性活性汚泥法による下水汚泥の消化" 第44回年次学術講演会,土木学会. 44. 632-633 (1989)
• [文献書誌] 並木克之,小林正裕,綾日出教: "下水汚泥の膜分離嫌気性消化" 第26回衛生工学研究討論会,講演集,土木学会. 26. 77-79 (1990)
• [文献書誌] 並木克之,綾日出教: "下水汚泥の膜分離嫌気性消化" 第17回関東支部技術研究発表会,土木学会. 17. 162-163 (1990)
• [文献書誌] 並木克之: "膜分離嫌気性消化法による下水汚泥の消化に関する研究" 武蔵工業大学土木工学科修士学位論文,卒業論文概要集. 67-76 (1990)
• [文献書誌] 関根博,佐々木守: "膜分離リアクタ-を用いた嫌気性消化" 武蔵工業大学土木工学科修士学位論文,卒業論文概要集. 180-181 (1990)
• [文献書誌] 田村康幸,関野勇治: "中空系膜を用いた膜分離嫌気性消化" 武蔵工業大学土木工学科修士学位論文,卒業論文概要集. 182-183 (1990)
• [文献書誌] Hidenori Aya: "complete Digestion of Sewage Sludge by Membrane Separated Methane Fermentation" IAWPRC 15th Bienvial Corfereua,Kyoto. 15. (1990)