低温(20 ℃)UASB反応器と常温DHS反応器を組み合わせたシステムによる模擬醤油製造廃水の高負荷連続処理

摘要

本研究では，醤油製造廃水に適用可能な処理システムの構築を最終目的として，地下水の加温利用を考慮した創エネルギー型である低温UASB反応器と省エネルギー型好気性処理である無加温DHS反応器を組みわせたシステムにより模擬醤油製造廃水の連続処理実験を行った。その結果，UASB-DHSシステムは，塩濃度約3.5 gNa L~(-1).流入COD濃度6,500±900 mgCOD L~(-1)およびUASB反応器における有機物負荷26±3.6 kgCOD m~(-3) d~(-1)の条件下で87±7%のCOD除去率を達成した。また，16S rRNA遺伝子解析に基づいた微生物叢解析の結果，廃水中のCODの約40%を占める揮発性有機酸はDeltaproteobacteria綱，Firmictctes門，Thermotogae門に属する栄養共生細菌,Synergistetes門細菌とメタン生成古細菌により分解されていることを推定した。%To establish an effective soy-sauce production wastewater treatment system, we designed a combined system consisting of a psychrophilic (20 ℃) up-flow anaerobic sludge blanket (UASB) reactor and a down-flow hanging sponge (DHS) reactor under ambient temperature. The COD removal rate of 87±7% was achieved at a 26±3.6 kgCOD m~(-3) d~(-1) organic loading rate (6,500±900 mgCOD L~(-1) as influent synthetic soy-sauce based wastewater) in the UASB reactor.16S rRNA gene sequence analysis revealed that syntrophs belonging to class Deltaproteobacteria, phylum Firmicutes, and phylum Thermotogae, Bacteria belonging to phylum Synergistetes, and methanogens mainly degrade approximately 40% of the COD of soy-sauce-based synthetic wastewater in the UASB reactor. Syntrophic associations require low hydrogen partial pressure because of the difficulty of this reaction. Therefore, this study revealed that the UASB-DHS system can be applied to real soy-sauce production wastewater containing high organics and sodium concentrations because syntrophic associations were well developed.