嫌気性スラッジブランケットプロセス(UASB)による高効率廃水処理に関する研究

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従来の嫌気性廃水処理法の限界を超えるプロセスとして最近注目を集めている嫌気性スラッジブランケットプロセス(UASB)に関して実験的研究を実施した. 本研究では, とりわけ運転初期のスタートアップの期間に関し許容廃水負荷とグラニュールの形成に着目した.実験装置はアクリル製の実験室規模(高さ56cm, 有効容積6l)のものを製作して用いた. 実験条件を一定に保つため合成廃水を用い, その主成分はグルコース(3〜9g/l)であり, 窒素源とリン源及びアルカリ剤をも含んでいる. これをポンプによって連続的にUASB下部より流入させ, 上部に設置したセパレータによってガス分離を行なった.当初COD3,400mg/l, 滞留時間1〜1.5日の条件で運転を開始し, 徐々に負荷を上げて行った. 100日目の時点で負荷を10kgCOD/m^3・日まで上げたが, 時間と共にプロセス効率が低下する現象が見られたため, 一旦負荷を半分にまで下げた. その後再び9.5kgCOD/m^3・日にまで負荷を上げたが安定した運転はできなかった. 運転開始から通算1.45日程度経過したころから灰色のグラニュールの生成が見られた. 170日目から230日目の間はほぼ一定の負荷(6kgCOD/m^3・日)で安定して運転を行うことができた. この期間のCOD除去率は88%であった. 除去されたCODからメタンへの転換率をCOD基準で計算すると65%であり, やや低い値となった. これは基質であるグルコースがUASB汚泥に吸着, あるいは貯蔵されたためではないかと思われる. 連続運転終了時の生物量を測定したところ, 24.8gVS/lという極めて高い値であった. この生物を用いてバッチ実験を行なったところ, グルコースは速やかに分解され, またメタンの生成量が計算値よりも高くなった. このことは, 前述のように基質が汚泥に吸着・貯蔵されていることを裏付けるものである.