[发明专利]厌氧性处理方法

说明书

本案是申请日为2008年3月18日、申请号为200880015641.7、发明名称为厌氧性处理方法和厌氧性处理装置的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及使含有机物的水进行甲烷发酵的厌氧性处理方法和厌氧性处理装置，特别是涉及向保持颗粒污泥的反应槽内导入含有机物的水，进行厌氧性生物处理的厌氧性处理方法和装置。

背景技术

作为含有机物的废液的厌氧性处理方法，已知有使用高密度下沉降性大的颗粒污泥进行高负荷高速度处理的UASB(Upflow Anaerobic Sludge Blanket，上流式厌氧污泥床)法。UASB中，通过向保持以颗粒污泥形成的污泥床的反应槽内导入含有机物的水，形成上升流通液，使其与污泥床接触。该方法中，为了进行高负荷高速度的处理，在含有机物的水中含有消化速度慢的固体有机物时，将其分离，将消化速度高的溶解性有机物通过颗粒污泥进行厌氧性生物处理。作为将UASB法发展并能够进行更高负荷高速度处理的处理方法，已知有向高的反应槽内以更高流速通入含有机物的水，将污泥床以高展开率进行展开的EGSB法(Expanded Granule Sludge Blanket)。

这样的UASB法、EGSB法，使用厌氧性微生物颗粒化后的颗粒污泥，使含有厌氧性微生物的污泥维持为颗粒(粒)状，使其增殖。使用颗粒污泥的生物处理法，与将微生物保持于载体中的固定床和流动床相比，能够获得高的污泥保持浓度，因此能够以高负荷进行运转。另外，颗粒污泥中微生物密度高，沉降性优异，因此容易进行固液分离。并且，将处于运转中的反应槽内的颗粒污泥作为剩余污泥取出，向新设的反应槽内投入，能够使新设的反应槽在短期间内启动，进行稳定的处理，作为最有效率的厌氧性处理方法被认识。

使用颗粒污泥的UASB法等中，对含有机物的水进行稳定并且良好的处理的最大关键点在于，能够维持颗粒污泥，使其增殖。如果在反应槽内不能维持颗粒污泥、使其增殖，则处理性能会逐渐降低，最终导致无法进行处理。

颗粒污泥，以乙酸营养型的Methanosaeta属(旧称：Methanothrix属)的微生物为骨架形成，构成氢营养型的甲烷细菌、乙酸生成细菌、酸生成细菌等共存的一种生态体系。这些微生物中，酸生成细菌分解糖质、脂质、蛋白质等，产生粘质物，由此加强细菌彼此的结合力。因此，如果使用糖基质的培养液，则能够形成强度最强的颗粒污泥。

一般的污水和产业废水等的含有机物的水，由于含有糖质及其它高分子有机物，将其进行厌氧性处理时，使酸生成细菌增殖。厌氧性处理的过程中，除了酸生成细菌以外的上述微生物也进行增殖，生成有机酸，该有机酸逐渐被低分子化形成乙酸，最后分解成为甲烷和二氧化碳。在酸生成细菌增殖的条件下，涉及上述一系列的厌氧性处理进行增殖的上述各种微生物通过粘质物进行结合，形成强度大的颗粒污泥。因此，颗粒污泥通过将一般的含有机物的水以上升流进行通液，从而进行厌氧性处理，能够自然形成。

但是，与这样的通常的含有机物的水不同，对酸生成细菌的基质浓度低的被处理液，例如从化学工厂等排出的含碳原子数为4以下的低级有机物的被处理液进行处理时，颗粒污泥容易崩解。尤其是对以乙酸、甲醇、乙醇、乙醛等的碳原子数为2以下的有机物为主要成分(总有机物的50～90质量％左右)的被处理液进行处理时，Methanosarcina属成为主要进行增殖的微生物。

Methanosaeta属、Methanosarcina属以及Methanobacterium属的细菌难以形成颗粒污泥，污泥中的粘质物的产生变少，因此颗粒污泥的增殖状况不佳，强度不充分。因此，如果将这样的含有机物的水作为被处理液进行长时间运转，颗粒污泥解体从而粒径减小，反应槽内的污泥量减小。

特别是，对以碳原子数为1的基质，具体的甲醇、甲酸、甲醛等为主要成分的被处理液进行处理时，由于上述的Methanosaeta属不能利用这些基质，Methanosarcina属和Methanobacterium属的甲烷菌难以通过增殖进行颗粒化。例如以甲醇为单一基质将UASB式的处理装置长期继续运转时，颗粒污泥解体，微细化，从而污泥量急剧减少。因此，以上述低分子的有机物为主要成分的被处理液难以通过颗粒污泥进行厌氧性处理。