JP2003024980A - 廃水処理装置 - Google Patents
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- Physical Water Treatments (AREA)
- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 メタン発酵において生成するバイオガス中に
含まれる硫化水素、および硝化反応後に硝化液中に残存
して脱窒反応の妨げとなる溶存酸素濃度を低減させるこ
とができる廃水処理装置を提供する。 【解決手段】 メタン発酵槽３に生じたバイオガスをバ
イオガス導入配管１１を介して脱酸素槽７に供給し、こ
のバイオガス中に含まれる還元性物質である硫化水素
と、硝化槽６から排出された硝化液中に溶解して脱窒反
応の妨げとなる酸化性物質である溶存酸素とを反応させ
ることにより、両者を無害化させて減少させる。これに
よりバイオガスを安価に脱硫することができるから、バ
イオガスを自在に活用して、廃水処理装置１００の運転
コストを減少させることができる。また、硝化液中に溶
解している溶存酸素を減少させて脱窒反応の効率を高め
ることができる。
含まれる硫化水素、および硝化反応後に硝化液中に残存
して脱窒反応の妨げとなる溶存酸素濃度を低減させるこ
とができる廃水処理装置を提供する。 【解決手段】 メタン発酵槽３に生じたバイオガスをバ
イオガス導入配管１１を介して脱酸素槽７に供給し、こ
のバイオガス中に含まれる還元性物質である硫化水素
と、硝化槽６から排出された硝化液中に溶解して脱窒反
応の妨げとなる酸化性物質である溶存酸素とを反応させ
ることにより、両者を無害化させて減少させる。これに
よりバイオガスを安価に脱硫することができるから、バ
イオガスを自在に活用して、廃水処理装置１００の運転
コストを減少させることができる。また、硝化液中に溶
解している溶存酸素を減少させて脱窒反応の効率を高め
ることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、食品産業や畜産業等
から排出される、有機物および窒素成分を高濃度に含有
した廃水を生物学的に処理する廃水処理装置に関する。
から排出される、有機物および窒素成分を高濃度に含有
した廃水を生物学的に処理する廃水処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、食品産業や畜産業等から排出され
る廃水を処理するために、これらの廃水に含まれる高濃
度な有機物および窒素成分を生物学的に処理する廃水処
理装置が用いられている。
る廃水を処理するために、これらの廃水に含まれる高濃
度な有機物および窒素成分を生物学的に処理する廃水処
理装置が用いられている。
【０００３】このような生物学的廃水処理装置において
は、硝化槽内の汚泥に含まれる好気性微生物の空気供給
下における作用により廃水中の有機物が除去されると同
時に、アンモニア性窒素が硝酸性窒素に変換される硝化
反応が生じる。次いで、硝化処理した廃水を脱窒槽に循
環させた後、空気の供給を止めた状態で廃水を攪拌する
と廃水中の溶存酸素濃度が低下するため、硝酸性窒素が
窒素となる脱窒反応が生じる。そして、このように脱窒
処理された廃水は、汚泥が分離された後に処理水として
系外に放出される。
は、硝化槽内の汚泥に含まれる好気性微生物の空気供給
下における作用により廃水中の有機物が除去されると同
時に、アンモニア性窒素が硝酸性窒素に変換される硝化
反応が生じる。次いで、硝化処理した廃水を脱窒槽に循
環させた後、空気の供給を止めた状態で廃水を攪拌する
と廃水中の溶存酸素濃度が低下するため、硝酸性窒素が
窒素となる脱窒反応が生じる。そして、このように脱窒
処理された廃水は、汚泥が分離された後に処理水として
系外に放出される。
【０００４】
【発明が解決しようとしている課題】ところで、このよ
うな生物学的硝化脱窒処理においては、アンモニア性窒
素を硝化した液を脱窒槽へ循環させて脱窒する際に、硝
化槽において廃水中に溶解した酸素がそのまま脱窒槽に
持ちこまれる。すると、廃水中の溶存酸素が脱窒槽にお
ける脱窒反応の妨げとなるため、脱窒反応に利用される
べき有機物が酸化反応によって無駄に消費されてしま
う。
うな生物学的硝化脱窒処理においては、アンモニア性窒
素を硝化した液を脱窒槽へ循環させて脱窒する際に、硝
化槽において廃水中に溶解した酸素がそのまま脱窒槽に
持ちこまれる。すると、廃水中の溶存酸素が脱窒槽にお
ける脱窒反応の妨げとなるため、脱窒反応に利用される
べき有機物が酸化反応によって無駄に消費されてしま
う。
【０００５】一方、嫌気性微生物を用いたメタン発酵処
理においては、高濃度のメタンガスを含有するバイオガ
スが生成されるため、その有効利用は廃水処理装置の運
転コスト低減に大きく寄与する。ところが、廃水中に硫
黄分が含まれていると、これらの硫黄分がメタン発酵処
理の際に微生物によって還元されて硫化水素等の悪臭物
質に変化する。これにより、メタン発酵処理で生成した
バイオガスをボイラやガスエンジン、燃料電池等に供給
すると、硫化水素がこれらの装置に腐食を生じさせるた
め、これらの装置にバイオガスを供給する前に高度に脱
硫しておく必要がある。しかしながら、廃水に含まれる
硫黄分の濃度が高いと脱硫コストが嵩むため、、メタン
発酵で生じたバイオガスを利用するメリットが損なわれ
てしまう。
理においては、高濃度のメタンガスを含有するバイオガ
スが生成されるため、その有効利用は廃水処理装置の運
転コスト低減に大きく寄与する。ところが、廃水中に硫
黄分が含まれていると、これらの硫黄分がメタン発酵処
理の際に微生物によって還元されて硫化水素等の悪臭物
質に変化する。これにより、メタン発酵処理で生成した
バイオガスをボイラやガスエンジン、燃料電池等に供給
すると、硫化水素がこれらの装置に腐食を生じさせるた
め、これらの装置にバイオガスを供給する前に高度に脱
硫しておく必要がある。しかしながら、廃水に含まれる
硫黄分の濃度が高いと脱硫コストが嵩むため、、メタン
発酵で生じたバイオガスを利用するメリットが損なわれ
てしまう。
【０００６】そこで本発明の目的は、上述した従来技術
が有する問題点を解消し、メタン発酵において生成する
バイオガス中に含まれる硫化水素と、硝化反応後に硝化
液中に残存して脱窒反応の妨げとなる溶存酸素濃度とを
共に低減させることができる廃水処理装置を提供するこ
とにある。
が有する問題点を解消し、メタン発酵において生成する
バイオガス中に含まれる硫化水素と、硝化反応後に硝化
液中に残存して脱窒反応の妨げとなる溶存酸素濃度とを
共に低減させることができる廃水処理装置を提供するこ
とにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決する請
求項１に記載の手段は、有機物を含む廃水を生物学的に
処理する廃水処理装置であって、前記廃水を発酵処理し
てバイオガスを発生させる発酵槽と、前記発酵槽から得
られたメタン発酵処理液を生物学的に硝化脱窒処理する
脱窒槽および硝化槽と、前記硝化槽から得られた硝化液
を受け入れる脱酸素槽と、前記発酵槽から得られたバイ
オガスを前記脱酸素槽内の硝化液中に導入するバイオガ
ス導入配管と、を備えることを特徴としている。
求項１に記載の手段は、有機物を含む廃水を生物学的に
処理する廃水処理装置であって、前記廃水を発酵処理し
てバイオガスを発生させる発酵槽と、前記発酵槽から得
られたメタン発酵処理液を生物学的に硝化脱窒処理する
脱窒槽および硝化槽と、前記硝化槽から得られた硝化液
を受け入れる脱酸素槽と、前記発酵槽から得られたバイ
オガスを前記脱酸素槽内の硝化液中に導入するバイオガ
ス導入配管と、を備えることを特徴としている。
【０００８】このように構成された廃水処理装置におい
ては、発酵槽に生じたバイオガスに含まれる還元性物質
である硫化水素と、硝化液に含まれる酸化性物質である
溶存酸素とを脱酸素槽内において反応させることによ
り、両者を無害化させて減少させることができる。これ
により、バイオガスに含まれる硫黄分を安価に脱硫する
ことができるから、廃水処理装置の運転コストを減少さ
せることができる。さらに、硝化液中に溶解している溶
存酸素を減少させることができるから、脱窒反応の効率
を高めることができる。
ては、発酵槽に生じたバイオガスに含まれる還元性物質
である硫化水素と、硝化液に含まれる酸化性物質である
溶存酸素とを脱酸素槽内において反応させることによ
り、両者を無害化させて減少させることができる。これ
により、バイオガスに含まれる硫黄分を安価に脱硫する
ことができるから、廃水処理装置の運転コストを減少さ
せることができる。さらに、硝化液中に溶解している溶
存酸素を減少させることができるから、脱窒反応の効率
を高めることができる。
【０００９】請求項２に記載の手段は、請求項１に記載
した廃水処理装置において、前記発酵槽を上向流式嫌気
性汚泥床槽としたものである。ここで上向流式嫌気性汚
泥床槽は、一般にＵＡＳＢリアクタと呼ばれるものであ
り、嫌気性のメタン菌等により廃水中に含まれる有機物
を効率良くメタンガスに転換することができる。
した廃水処理装置において、前記発酵槽を上向流式嫌気
性汚泥床槽としたものである。ここで上向流式嫌気性汚
泥床槽は、一般にＵＡＳＢリアクタと呼ばれるものであ
り、嫌気性のメタン菌等により廃水中に含まれる有機物
を効率良くメタンガスに転換することができる。
【００１０】請求項３に記載の手段は、請求項１または
２に記載した廃水処理装置に対し、前記脱酸素槽から得
られた廃水から汚泥を固液分離する浸漬膜を有した汚泥
分離槽をさらに設けたことを特徴としている。ここで浸
漬膜として精密濾過膜や限外濾過膜を用いることがで
き、濾過の駆動力として処理水の水頭圧や吸引ポンプに
よる負圧を用いることができる。
２に記載した廃水処理装置に対し、前記脱酸素槽から得
られた廃水から汚泥を固液分離する浸漬膜を有した汚泥
分離槽をさらに設けたことを特徴としている。ここで浸
漬膜として精密濾過膜や限外濾過膜を用いることがで
き、濾過の駆動力として処理水の水頭圧や吸引ポンプに
よる負圧を用いることができる。
【００１１】請求項４に記載の手段は、請求項３に記載
した廃水処理装置に対し、前記発酵槽から得られたバイ
オガスの一部を前記浸漬膜洗浄用のエアレーションガス
として前記汚泥分離槽内に供給するバイオガス分岐配管
をさらに設けたことを特徴としている。これにより、浸
漬膜洗浄用のエアレーションガスを供給するために別系
統のガス供給装置を設ける必要がないから、この廃水処
理装置の運転コストをより一層低減させることができ
る。
した廃水処理装置に対し、前記発酵槽から得られたバイ
オガスの一部を前記浸漬膜洗浄用のエアレーションガス
として前記汚泥分離槽内に供給するバイオガス分岐配管
をさらに設けたことを特徴としている。これにより、浸
漬膜洗浄用のエアレーションガスを供給するために別系
統のガス供給装置を設ける必要がないから、この廃水処
理装置の運転コストをより一層低減させることができ
る。
【００１２】請求項５に記載の手段は、請求項１乃至４
のいずれかに記載した廃水処理装置に対し、前記脱酸素
槽からバイオガス利用手段に供給されるバイオガスの一
部を取り出して前記脱酸素槽内の硝化液中に再導入する
第２のバイオガス導入配管をさらに設けたことを特徴と
している。これにより、バイオガス利用手段に供給され
るバイオガスの一部を脱酸素槽内の硝化液に再び接触さ
せて接触時間を長く取ることにより、バイオガス利用手
段に供給されるバイオガス中に含まれる未反応の硫化水
素を確実に除去することができる。また、脱酸素槽内の
硝化液に含まれる溶存酸素を確実に除去することができ
る。
のいずれかに記載した廃水処理装置に対し、前記脱酸素
槽からバイオガス利用手段に供給されるバイオガスの一
部を取り出して前記脱酸素槽内の硝化液中に再導入する
第２のバイオガス導入配管をさらに設けたことを特徴と
している。これにより、バイオガス利用手段に供給され
るバイオガスの一部を脱酸素槽内の硝化液に再び接触さ
せて接触時間を長く取ることにより、バイオガス利用手
段に供給されるバイオガス中に含まれる未反応の硫化水
素を確実に除去することができる。また、脱酸素槽内の
硝化液に含まれる溶存酸素を確実に除去することができ
る。
【００１３】請求項６に記載の手段は、請求項５に記載
した廃水処理装置に対し、前記発酵槽に供給される廃水
中に含まれる硫化水素をストリッピングする、前記発酵
槽に並設された硫化水素ストリッピング手段と、前記脱
酸素槽から前記バイオガス利用手段に供給されるバイオ
ガスの一部を取り出して前記硫化水素ストリッピング手
段内の廃水中に導入する第３のバイオガス導入配管と、
をさらに設けたことを特徴としている。
した廃水処理装置に対し、前記発酵槽に供給される廃水
中に含まれる硫化水素をストリッピングする、前記発酵
槽に並設された硫化水素ストリッピング手段と、前記脱
酸素槽から前記バイオガス利用手段に供給されるバイオ
ガスの一部を取り出して前記硫化水素ストリッピング手
段内の廃水中に導入する第３のバイオガス導入配管と、
をさらに設けたことを特徴としている。
【００１４】すなわち、脱酸素槽において脱硫されたバ
イオガスの一部を発酵槽内の処理液中に導入することに
より、処理液中の硫化水素をストリッピングすることが
できる。これにより、発酵槽内の処理液中から硫化水素
を効率良く取り出すことができるから、発酵槽内におけ
るメタン発酵反応が硫化水素によって妨げられることを
回避できるとともに、脱窒槽に生じる悪臭をも防止する
ことができる。
イオガスの一部を発酵槽内の処理液中に導入することに
より、処理液中の硫化水素をストリッピングすることが
できる。これにより、発酵槽内の処理液中から硫化水素
を効率良く取り出すことができるから、発酵槽内におけ
るメタン発酵反応が硫化水素によって妨げられることを
回避できるとともに、脱窒槽に生じる悪臭をも防止する
ことができる。
【００１５】請求項７に記載の手段は、請求項５または
６に記載した廃水処理装置に対し、前記脱酸素槽内の処
理液のｐＨ値を測定するｐＨ値測定手段と、測定された
ｐＨ値に基づいて前記脱酸素槽内にｐＨ値調整用の薬剤
を供給する薬剤供給手段と、をさらに設けたことを特徴
としている。これにより、脱酸素槽内の硝化液のｐＨ値
を制御して、汚泥分離槽から放流される処理水の放流水
のｐＨ値を必要な値に維持し、良好な品質の処理水を放
流することができる。
６に記載した廃水処理装置に対し、前記脱酸素槽内の処
理液のｐＨ値を測定するｐＨ値測定手段と、測定された
ｐＨ値に基づいて前記脱酸素槽内にｐＨ値調整用の薬剤
を供給する薬剤供給手段と、をさらに設けたことを特徴
としている。これにより、脱酸素槽内の硝化液のｐＨ値
を制御して、汚泥分離槽から放流される処理水の放流水
のｐＨ値を必要な値に維持し、良好な品質の処理水を放
流することができる。
【００１６】請求項８に記載の手段は、請求項５乃至７
のいずれかに記載した廃水処理装置に対し、前記バイオ
ガス利用手段に供給されるバイオガス中の硫黄分を除去
する、前記バイオガス利用手段の上流に配設された脱硫
手段と、前記脱酸素槽から前記バイオガス利用手段に供
給されるバイオガス中の硫化水素濃度を検出する硫化水
素濃度検出手段と、検出された硫化水素の濃度に応じて
前記脱酸素槽から供給されるバイオガスの供給先を前記
脱硫手段若しくは前記バイオガス利用手段のいずれかに
切り替える供給経路切替手段と、をさらに設けたことを
特徴としている。
のいずれかに記載した廃水処理装置に対し、前記バイオ
ガス利用手段に供給されるバイオガス中の硫黄分を除去
する、前記バイオガス利用手段の上流に配設された脱硫
手段と、前記脱酸素槽から前記バイオガス利用手段に供
給されるバイオガス中の硫化水素濃度を検出する硫化水
素濃度検出手段と、検出された硫化水素の濃度に応じて
前記脱酸素槽から供給されるバイオガスの供給先を前記
脱硫手段若しくは前記バイオガス利用手段のいずれかに
切り替える供給経路切替手段と、をさらに設けたことを
特徴としている。
【００１７】すなわち、脱酸素槽からバイオガス利用手
段に供給されるバイオガスに含まれる硫化水素の濃度が
所定値よりも低い場合には、バイオガスをバイオガス利
用手段に直接供給する。これに対して、脱酸素槽からバ
イオガス利用手段に供給されるバイオガスに含まれる硫
化水素の濃度が所定値よりも高い場合には、バイオガス
を脱硫手段において脱硫してからバイオガス利用手段に
供給する。これにより、硫化水素の濃度が高いバイオガ
スがバイオガス利用手段に供給されて腐食等のトラブル
が生じることを回避できる。
段に供給されるバイオガスに含まれる硫化水素の濃度が
所定値よりも低い場合には、バイオガスをバイオガス利
用手段に直接供給する。これに対して、脱酸素槽からバ
イオガス利用手段に供給されるバイオガスに含まれる硫
化水素の濃度が所定値よりも高い場合には、バイオガス
を脱硫手段において脱硫してからバイオガス利用手段に
供給する。これにより、硫化水素の濃度が高いバイオガ
スがバイオガス利用手段に供給されて腐食等のトラブル
が生じることを回避できる。
【００１８】請求項９に記載の手段は、請求項５乃至８
のいずれかに記載した廃水処理装置において、前記バイ
オガス利用手段を、前記バイオガスを燃焼させて得た電
力および熱エネルギを供給する熱電併給システムとした
ことを特徴としている。これにより、バイオガスを効率
良く活用してこの廃水処理装置の運転コストをより一層
低減させることができる。
のいずれかに記載した廃水処理装置において、前記バイ
オガス利用手段を、前記バイオガスを燃焼させて得た電
力および熱エネルギを供給する熱電併給システムとした
ことを特徴としている。これにより、バイオガスを効率
良く活用してこの廃水処理装置の運転コストをより一層
低減させることができる。
【００１９】請求項１０に記載の手段は、請求項５乃至
８のいずれかに記載した廃水処理装置において、前記バ
イオガス利用手段を、前記バイオガスから電力を得る燃
料電池発電システムとしたことを特徴としている。これ
により、バイオガスを効率良く活用してこの廃水処理装
置の運転コストをより一層低減させることができる。
８のいずれかに記載した廃水処理装置において、前記バ
イオガス利用手段を、前記バイオガスから電力を得る燃
料電池発電システムとしたことを特徴としている。これ
により、バイオガスを効率良く活用してこの廃水処理装
置の運転コストをより一層低減させることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る廃水処理装置
の各実施形態を、図１乃至図１０を参照して詳細に説明
する。なお、以下の説明においては、同一の部分には同
一の符号を用いてその説明を省略する。
の各実施形態を、図１乃至図１０を参照して詳細に説明
する。なお、以下の説明においては、同一の部分には同
一の符号を用いてその説明を省略する。
【００２１】第１実施形態
まず最初に図１を参照し、第１実施形態の廃水処理装置
について説明する。図１に示した廃水処理装置１００
は、原水槽１、ｐＨ調整槽２、メタン発酵槽３、メタン
処理水槽４、脱窒槽５、硝化槽６、脱酸素槽７、汚泥分
離槽８、ガスホルダ９、バイオガス利用手段１０、バイ
オガスを脱酸素槽７に導入するバイオガス導入配管１
１、硝化液を脱酸素槽７から脱窒槽５に循環させる硝化
液循環配管１２、脱酸素槽７からガスホルダ９にバイオ
ガスを供給するバイオガス供給配管１３を備えている。
について説明する。図１に示した廃水処理装置１００
は、原水槽１、ｐＨ調整槽２、メタン発酵槽３、メタン
処理水槽４、脱窒槽５、硝化槽６、脱酸素槽７、汚泥分
離槽８、ガスホルダ９、バイオガス利用手段１０、バイ
オガスを脱酸素槽７に導入するバイオガス導入配管１
１、硝化液を脱酸素槽７から脱窒槽５に循環させる硝化
液循環配管１２、脱酸素槽７からガスホルダ９にバイオ
ガスを供給するバイオガス供給配管１３を備えている。
【００２２】原水槽１に貯められた廃水は、ｐＨ調整槽
２においてそのｐＨが調整された後、メタン発酵槽３に
導入される。そして、このメタン発酵槽３において廃水
中の汚濁物質である有機物が分解される際に生じたバイ
オガスが回収される。このように処理された廃水はメタ
ン処理水槽４を経て脱窒槽５、硝化槽６へと導入され、
廃水中の窒素成分が順次脱窒され、硝化される。硝化槽
６から排出された硝化液は脱酸素槽７に流入し、バイオ
ガス導入配管１１を介して導入されたバイオガスと接触
する。バイオガスと接触した硝化液の一部は、硝化液循
環配管１２を介して脱窒槽５に戻され再び脱窒処理され
る。脱酸素槽７から排出された硝化液は、汚泥分離槽８
において処理水と汚泥とに固液分離される。処理水は系
外に放流され、汚泥は引抜かれ若しくは脱窒槽５に返送
される。脱酸素槽７で硝化液と接触したバイオガスは、
バイオガス供給配管１３を介してガスホルダ９に供給さ
れ貯留された後、バイオガス利用手段１０において熱エ
ネルギや電気エネルギに変換され有効利用される。
２においてそのｐＨが調整された後、メタン発酵槽３に
導入される。そして、このメタン発酵槽３において廃水
中の汚濁物質である有機物が分解される際に生じたバイ
オガスが回収される。このように処理された廃水はメタ
ン処理水槽４を経て脱窒槽５、硝化槽６へと導入され、
廃水中の窒素成分が順次脱窒され、硝化される。硝化槽
６から排出された硝化液は脱酸素槽７に流入し、バイオ
ガス導入配管１１を介して導入されたバイオガスと接触
する。バイオガスと接触した硝化液の一部は、硝化液循
環配管１２を介して脱窒槽５に戻され再び脱窒処理され
る。脱酸素槽７から排出された硝化液は、汚泥分離槽８
において処理水と汚泥とに固液分離される。処理水は系
外に放流され、汚泥は引抜かれ若しくは脱窒槽５に返送
される。脱酸素槽７で硝化液と接触したバイオガスは、
バイオガス供給配管１３を介してガスホルダ９に供給さ
れ貯留された後、バイオガス利用手段１０において熱エ
ネルギや電気エネルギに変換され有効利用される。
【００２３】すなわち、本第１実施形態の廃水処理装置
１００は、メタン発酵槽３に生じたバイオガスをバイオ
ガス導入配管１１を介して脱酸素槽７に供給し、このバ
イオガス中に含まれる還元性物質である硫化水素と、硝
化槽６から排出された硝化液中に溶解して脱窒反応の妨
げとなる酸化性物質である溶存酸素とを反応させること
により、両者を無害化させて減少させるものである。
１００は、メタン発酵槽３に生じたバイオガスをバイオ
ガス導入配管１１を介して脱酸素槽７に供給し、このバ
イオガス中に含まれる還元性物質である硫化水素と、硝
化槽６から排出された硝化液中に溶解して脱窒反応の妨
げとなる酸化性物質である溶存酸素とを反応させること
により、両者を無害化させて減少させるものである。
【００２４】これにより、脱酸素槽７からバイオガス供
給配管１３およびガスホルダ９を介してバイオガス利用
手段１０に供給されるバイオガスを安価に脱硫すること
ができるから、バイオガスを効率良く活用して廃水処理
装置１００の運転コストを減少させることができる。ま
た、硝化液中に溶解している溶存酸素を減少させること
ができるから、脱窒反応の効率を高めることができる。
給配管１３およびガスホルダ９を介してバイオガス利用
手段１０に供給されるバイオガスを安価に脱硫すること
ができるから、バイオガスを効率良く活用して廃水処理
装置１００の運転コストを減少させることができる。ま
た、硝化液中に溶解している溶存酸素を減少させること
ができるから、脱窒反応の効率を高めることができる。
【００２５】第２実施形態
次に図２を参照し、第２実施形態の廃水処理装置につい
て説明する。図２に示す第２実施形態の廃水処理装置１
１０は、前述した第１実施形態の廃水処理装置１００に
おけるメタン発酵槽３を、ＵＡＳＢ（Upflow Anaerobic
Sludge Blanket）型嫌気性処理槽、すなわち上向流式
嫌気性汚泥床槽１４としたものである。これにより、メ
タン発酵処理能力を向上させることができるから、第１
実施形態の廃水処理装置１００におけるメタン発酵槽３
に比較して、その容積を小さくすることができる。
て説明する。図２に示す第２実施形態の廃水処理装置１
１０は、前述した第１実施形態の廃水処理装置１００に
おけるメタン発酵槽３を、ＵＡＳＢ（Upflow Anaerobic
Sludge Blanket）型嫌気性処理槽、すなわち上向流式
嫌気性汚泥床槽１４としたものである。これにより、メ
タン発酵処理能力を向上させることができるから、第１
実施形態の廃水処理装置１００におけるメタン発酵槽３
に比較して、その容積を小さくすることができる。
【００２６】第３実施形態
次に図３を参照し、第３実施形態の廃水処理装置につい
て説明する。図３に示す第３実施形態の廃水処理装置１
２０は、前述した第１実施形態の廃水処理装置１００に
おける汚泥分離槽８に、脱酸素槽７から得られる処理水
から汚泥を分離する浸漬膜を設けたものである。これに
より、汚泥分離槽８における汚泥分離能力を向上させる
ことができるから、清澄な処理水を得ることができるば
かりでなく、汚泥の高濃度化により脱窒槽５および硝化
槽６の容積を小さくすることができる。
て説明する。図３に示す第３実施形態の廃水処理装置１
２０は、前述した第１実施形態の廃水処理装置１００に
おける汚泥分離槽８に、脱酸素槽７から得られる処理水
から汚泥を分離する浸漬膜を設けたものである。これに
より、汚泥分離槽８における汚泥分離能力を向上させる
ことができるから、清澄な処理水を得ることができるば
かりでなく、汚泥の高濃度化により脱窒槽５および硝化
槽６の容積を小さくすることができる。
【００２７】第４実施形態
次に図４を参照し、第４実施形態の廃水処理装置につい
て説明する。図４に示す第４実施形態の廃水処理装置１
３０は、上述した第３実施形態の廃水処理装置１２０に
設けられているバイオガス導入配管１１を一部変更した
ものである。
て説明する。図４に示す第４実施形態の廃水処理装置１
３０は、上述した第３実施形態の廃水処理装置１２０に
設けられているバイオガス導入配管１１を一部変更した
ものである。
【００２８】すなわち、メタン発酵槽３に生じたバイオ
ガスを脱酸素槽７に供給するバイオガス導入配管１１に
は分岐配管１６が接続され、メタン発酵槽３から得られ
たバイオガスの一部が膜分離装置１５の洗浄用ガスとし
て供給される。そして、膜分離装置１５の洗浄に用いら
れたバイオガスは、ガス配管１７を介してバイオガス供
給配管１３に戻されガスホルダ９に至る。これにより、
膜分離装置１５を洗浄するために別系統のガス供給装置
を設ける必要がないから、この廃水処理装置１３０の運
転コストをより一層低減させることができる。
ガスを脱酸素槽７に供給するバイオガス導入配管１１に
は分岐配管１６が接続され、メタン発酵槽３から得られ
たバイオガスの一部が膜分離装置１５の洗浄用ガスとし
て供給される。そして、膜分離装置１５の洗浄に用いら
れたバイオガスは、ガス配管１７を介してバイオガス供
給配管１３に戻されガスホルダ９に至る。これにより、
膜分離装置１５を洗浄するために別系統のガス供給装置
を設ける必要がないから、この廃水処理装置１３０の運
転コストをより一層低減させることができる。
【００２９】第５実施形態
次に図５を参照し、第５実施形態の廃水処理装置につい
て説明する。図５に示す第５実施形態の廃水処理装置１
４０は、前述した第１実施形態の廃水処理装置１００に
おけるバイオガス供給配管１３の一部を変更したもので
ある。すなわち、脱酸素槽７からガスホルダ９にバイオ
ガスを供給するバイオガス供給配管１３に第２のバイオ
ガス導入配管１８が分岐接続され、ガスホルダ９に供給
されるバイオガスの一部が脱酸素槽７に循環させるよう
になっている。これにより、ガスホルダ９に供給される
バイオガスの一部を脱酸素槽７に再循環させ、脱酸素槽
７内の硝化液に再び接触させて接触時間を長く取ること
により、バオガス中に含まれる未反応の硫化水素を確実
に除去することができる。また、脱酸素槽７内の硝化液
に含まれる溶存酸素を確実に徐供することができる。
て説明する。図５に示す第５実施形態の廃水処理装置１
４０は、前述した第１実施形態の廃水処理装置１００に
おけるバイオガス供給配管１３の一部を変更したもので
ある。すなわち、脱酸素槽７からガスホルダ９にバイオ
ガスを供給するバイオガス供給配管１３に第２のバイオ
ガス導入配管１８が分岐接続され、ガスホルダ９に供給
されるバイオガスの一部が脱酸素槽７に循環させるよう
になっている。これにより、ガスホルダ９に供給される
バイオガスの一部を脱酸素槽７に再循環させ、脱酸素槽
７内の硝化液に再び接触させて接触時間を長く取ること
により、バオガス中に含まれる未反応の硫化水素を確実
に除去することができる。また、脱酸素槽７内の硝化液
に含まれる溶存酸素を確実に徐供することができる。
【００３０】第６実施形態
次に図６を参照し、第６実施形態の廃水処理装置につい
て説明する。図６に示す第６実施形態の廃水処理装置１
５０は、前述した第１実施形態の廃水処理装置１００に
対し、硫化水素ストリッピング手段１９をメタン発酵槽
３に並設するとともに、脱酸素槽７からガスホルダ９に
延びるバイオガス供給配管１３の途中に第３のバイオガ
ス導入配管２０を分岐接続して硫化水素ストリッピング
手段１９にバイオガスの一部を供給するようにしたもの
である。
て説明する。図６に示す第６実施形態の廃水処理装置１
５０は、前述した第１実施形態の廃水処理装置１００に
対し、硫化水素ストリッピング手段１９をメタン発酵槽
３に並設するとともに、脱酸素槽７からガスホルダ９に
延びるバイオガス供給配管１３の途中に第３のバイオガ
ス導入配管２０を分岐接続して硫化水素ストリッピング
手段１９にバイオガスの一部を供給するようにしたもの
である。
【００３１】すなわち、脱酸素槽７において脱硫された
バイオガスの一部を硫化水素ストリッピング手段１９に
供給し、メタン発酵槽３内の処理液中に通気することに
より、メタン発酵槽３内の処理液に含まれている硫化水
素をストリッピングすることができる。これにより、メ
タン発酵槽３内の処理液中から硫化水素を効率良く取り
出すことができるから、メタン発酵反応が硫化水素によ
って妨げられることを回避できるとともに、脱窒槽５に
おける悪臭をも防止することができる。なお、第３のバ
イオガス導入配管２０の途中に脱硫塔等の脱硫手段を設
け、脱酸素槽７から供給されるバイオガスをさらに脱硫
処理した後にストリッピングに利用することもできる。
バイオガスの一部を硫化水素ストリッピング手段１９に
供給し、メタン発酵槽３内の処理液中に通気することに
より、メタン発酵槽３内の処理液に含まれている硫化水
素をストリッピングすることができる。これにより、メ
タン発酵槽３内の処理液中から硫化水素を効率良く取り
出すことができるから、メタン発酵反応が硫化水素によ
って妨げられることを回避できるとともに、脱窒槽５に
おける悪臭をも防止することができる。なお、第３のバ
イオガス導入配管２０の途中に脱硫塔等の脱硫手段を設
け、脱酸素槽７から供給されるバイオガスをさらに脱硫
処理した後にストリッピングに利用することもできる。
【００３２】第７実施形態
次に図７を参照し、第７実施形態の廃水処理装置につい
て説明する。図７に示す第７実施形態の廃水処理装置１
６０は、前述した第１実施形態の廃水処理装置１００に
対し、脱酸素槽７内の硝化液のｐＨ値を制御するｐＨ値
制御手段２１を追加したものである。
て説明する。図７に示す第７実施形態の廃水処理装置１
６０は、前述した第１実施形態の廃水処理装置１００に
対し、脱酸素槽７内の硝化液のｐＨ値を制御するｐＨ値
制御手段２１を追加したものである。
【００３３】このｐＨ値制御手段２１は、脱酸素槽７内
の硝化液のｐＨ値を計測するｐＨ値測定手段２１ａと、
計測されたｐＨ値に応じて酸若しくはアルカリ等の薬剤
を脱酸素槽７内に供給する薬剤供給手段２１ｂと、脱酸
素槽７内に注入された薬剤を攪拌する攪拌機構（図示せ
ず）を有している。これにより、脱酸素槽７内の硝化液
のｐＨ値を制御して、汚泥分離槽８から放流される処理
水の放流水のｐＨ値を必要な値に維持し、良好な品質の
処理水を放流することができる。
の硝化液のｐＨ値を計測するｐＨ値測定手段２１ａと、
計測されたｐＨ値に応じて酸若しくはアルカリ等の薬剤
を脱酸素槽７内に供給する薬剤供給手段２１ｂと、脱酸
素槽７内に注入された薬剤を攪拌する攪拌機構（図示せ
ず）を有している。これにより、脱酸素槽７内の硝化液
のｐＨ値を制御して、汚泥分離槽８から放流される処理
水の放流水のｐＨ値を必要な値に維持し、良好な品質の
処理水を放流することができる。
【００３４】第８実施形態
次に図８を参照し、第８実施形態の廃水処理装置につい
て説明する。図８に示す第８実施形態の廃水処理装置１
７０は、前述した第１実施形態の廃水処理装置１００に
対し、脱酸素槽７からガスホルダ９にバイオガスを供給
するバイオガス供給配管１３の途中に設けられた硫化水
素濃度測定手段２２と、この硫化水素濃度測定手段２２
からガスホルダ９に至る供給経路を切り替える供給経路
切替手段２３と、ガスホルダ９の上流側に設けられた脱
硫手段２４とを追加したものである。
て説明する。図８に示す第８実施形態の廃水処理装置１
７０は、前述した第１実施形態の廃水処理装置１００に
対し、脱酸素槽７からガスホルダ９にバイオガスを供給
するバイオガス供給配管１３の途中に設けられた硫化水
素濃度測定手段２２と、この硫化水素濃度測定手段２２
からガスホルダ９に至る供給経路を切り替える供給経路
切替手段２３と、ガスホルダ９の上流側に設けられた脱
硫手段２４とを追加したものである。
【００３５】硫化水素濃度測定手段２２は、脱酸素槽７
からガスホルダ９に供給されるバイオガスに含まれる硫
化水素の濃度を測定する。供給経路切替手段２３は、測
定された硫化水素の濃度が所定値よりも低い場合にはバ
イオガスをガスホルダ９に直接供給するが、測定された
硫化水素の濃度が所定値を上回る場合にはバイオガスを
脱硫手段２４に供給する。脱硫手段２４に供給されたバ
イオガスは、脱硫手段２４において脱硫処理されて硫化
水素が除去された後にガスホルダ９に供給される。これ
により、硫化水素の濃度が高いバイオガスがバイオガス
利用手段１０に供給されて腐食等のトラブルが生じるこ
とを回避することができる。
からガスホルダ９に供給されるバイオガスに含まれる硫
化水素の濃度を測定する。供給経路切替手段２３は、測
定された硫化水素の濃度が所定値よりも低い場合にはバ
イオガスをガスホルダ９に直接供給するが、測定された
硫化水素の濃度が所定値を上回る場合にはバイオガスを
脱硫手段２４に供給する。脱硫手段２４に供給されたバ
イオガスは、脱硫手段２４において脱硫処理されて硫化
水素が除去された後にガスホルダ９に供給される。これ
により、硫化水素の濃度が高いバイオガスがバイオガス
利用手段１０に供給されて腐食等のトラブルが生じるこ
とを回避することができる。
【００３６】第９実施形態
次に図９を参照し、第９実施形態の廃水処理装置につい
て説明する。図９に示す第９実施形態の廃水処理装置１
８０は、前述した第１実施形態の廃水処理装置１００に
おけるバイオガス利用手段１０を、熱電併給システム２
５としたものである。これにより、メタン発酵槽３に生
じたバイオガスを熱電併給システム２５のガスエンジン
やガスタービン等において燃焼させて駆動力を取り出
し、発電機を駆動して発電し、この廃水処理装置１８０
に用いる電力をまかなうことができる。また、熱回収装
置を並設することにより、ガスエンジンやガスタービン
の排熱を熱源として利用し、この廃水処理装置１８０の
運転に用いる熱源として利用することができる。
て説明する。図９に示す第９実施形態の廃水処理装置１
８０は、前述した第１実施形態の廃水処理装置１００に
おけるバイオガス利用手段１０を、熱電併給システム２
５としたものである。これにより、メタン発酵槽３に生
じたバイオガスを熱電併給システム２５のガスエンジン
やガスタービン等において燃焼させて駆動力を取り出
し、発電機を駆動して発電し、この廃水処理装置１８０
に用いる電力をまかなうことができる。また、熱回収装
置を並設することにより、ガスエンジンやガスタービン
の排熱を熱源として利用し、この廃水処理装置１８０の
運転に用いる熱源として利用することができる。
【００３７】第１０実施形態
次に図１０を参照し、第１０実施形態の廃水処理装置に
ついて説明する。図１０に示す第１０実施形態の廃水処
理装置１９０は、前述した第１実施形態の廃水処理装置
１００におけるバイオガス利用手段１０を、燃料電池２
６としたものである。すなわち、メタン発酵槽３に生じ
るバイオガスの発生量が１００ｋＷを越えるような多量
である場合、バイオガス利用手段１０として燃料電池２
６を利用することにより、極めて効率良く発電すること
ができる。また、燃料電池２６に並設した熱回収装置を
並設することにより、燃料電池２６に発生した熱をこの
廃水処理装置１９０の運転に用いる熱源として利用する
ことができる。
ついて説明する。図１０に示す第１０実施形態の廃水処
理装置１９０は、前述した第１実施形態の廃水処理装置
１００におけるバイオガス利用手段１０を、燃料電池２
６としたものである。すなわち、メタン発酵槽３に生じ
るバイオガスの発生量が１００ｋＷを越えるような多量
である場合、バイオガス利用手段１０として燃料電池２
６を利用することにより、極めて効率良く発電すること
ができる。また、燃料電池２６に並設した熱回収装置を
並設することにより、燃料電池２６に発生した熱をこの
廃水処理装置１９０の運転に用いる熱源として利用する
ことができる。
【００３８】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の廃水処理装置は、廃水を発酵処理して得られたバイオ
ガスと硝化槽から得られた硝化液とを接触させることに
より、バイオガスに含まれる還元性物質である硫化水素
と硝化液に含まれる酸化性物質である溶存酸素とを反応
させ、両者を無害化させて減少させるものである。これ
により、バイオガスに含まれる硫黄分を安価に脱硫する
ことができるから、廃水処理装置の運転コストを減少さ
せることができる。さらに、硝化液中に溶解している溶
存酸素を減少させることができるから、脱窒反応の効率
を高めることができる。
の廃水処理装置は、廃水を発酵処理して得られたバイオ
ガスと硝化槽から得られた硝化液とを接触させることに
より、バイオガスに含まれる還元性物質である硫化水素
と硝化液に含まれる酸化性物質である溶存酸素とを反応
させ、両者を無害化させて減少させるものである。これ
により、バイオガスに含まれる硫黄分を安価に脱硫する
ことができるから、廃水処理装置の運転コストを減少さ
せることができる。さらに、硝化液中に溶解している溶
存酸素を減少させることができるから、脱窒反応の効率
を高めることができる。
【図１】本発明に係る第１実施形態の廃水処理装置の構
造を模式的に示すブロック図。
造を模式的に示すブロック図。
【図２】本発明に係る第２実施形態の廃水処理装置の構
造を模式的に示すブロック図。
造を模式的に示すブロック図。
【図３】本発明に係る第３実施形態の廃水処理装置の構
造を模式的に示すブロック図。
造を模式的に示すブロック図。
【図４】本発明に係る第４実施形態の廃水処理装置の構
造を模式的に示すブロック図。
造を模式的に示すブロック図。
【図５】本発明に係る第５実施形態の廃水処理装置の構
造を模式的に示すブロック図。
造を模式的に示すブロック図。
【図６】本発明に係る第６実施形態の廃水処理装置の構
造を模式的に示すブロック図。
造を模式的に示すブロック図。
【図７】本発明に係る第７実施形態の廃水処理装置の構
造を模式的に示すブロック図。
造を模式的に示すブロック図。
【図８】本発明に係る第８実施形態の廃水処理装置の構
造を模式的に示すブロック図。
造を模式的に示すブロック図。
【図９】本発明に係る第９実施形態の廃水処理装置の構
造を模式的に示すブロック図。
造を模式的に示すブロック図。
【図１０】本発明に係る第１０実施形態の廃水処理装置
の構造を模式的に示すブロック図。
の構造を模式的に示すブロック図。
１ 原水槽
２ ｐＨ調整槽
３ メタン発酵槽
４ メタン処理水槽
５ 脱窒槽
６ 硝化槽
７ 脱酸素槽
８ 汚泥分離槽
９ ガスホルダ
１０ バイオガス利用手段
１１ バイオガス導入配管
１２ 硝化液循環配管
１３ バイオガス供給配管
１４ 上向流式嫌気性汚泥床槽
１５ 膜分離手段
１６ 分岐配管
１７ ガス配管
１８ 第２のバイオガス導入配管
１９ ストリッピング手段
２０ 第３のバイオガス導入配管
２１ ｐＨ値制御手段
２２ 硫化水素濃度測定手段
２３ 供給経路切替手段
２４ 脱硫手段
２５ 熱電併給システム
２６ 燃料電池
１００ 第１実施形態の廃水処理装置
１１０ 第２実施形態の廃水処理装置
１２０ 第３実施形態の廃水処理装置
１３０ 第４実施形態の廃水処理装置
１４０ 第５実施形態の廃水処理装置
１５０ 第６実施形態の廃水処理装置
１６０ 第７実施形態の廃水処理装置
１７０ 第８実施形態の廃水処理装置
１８０ 第９実施形態の廃水処理装置
１９０ 第１０実施形態の廃水処理装置
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｃ０２Ｆ 1/70 Ｃ０２Ｆ 1/70 Ｚ
3/28 3/28 Ａ
Ｚ
Ｃ１０Ｌ 3/06 Ｈ０１Ｍ 8/06 Ｒ
Ｈ０１Ｍ 8/06 Ｃ１０Ｌ 3/00 Ａ
(72)発明者 茂 庭 忍
神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地
株式会社東芝京浜事業所内
(72)発明者 足 利 伸 行
神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地
株式会社東芝京浜事業所内
(72)発明者 松 代 武 士
神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地
株式会社東芝京浜事業所内
(72)発明者 薗 部 博 則
東京都港区芝浦一丁目１番１号 株式会社
東芝本社事務所内
Ｆターム(参考） 4D006 GA06 GA07 HA93 KA12 KA13
KC14 PA02 PB08 PB70 PC11
PC80
4D037 AA11 AB13 BA23 BB05 CA03
CA07 CA09 CA14
4D040 AA01 AA23 AA26 AA62 BB05
BB13 BB22 DD03 DD14
4D050 AA12 AB32 BA05 CA03 CA09
CA13 CA17
5H027 AA02 DD09
Claims (10)
- 【請求項１】有機物を含む廃水を生物学的に処理する廃
水処理装置であって、 前記廃水を発酵処理してバイオガスを発生させる発酵槽
と、 前記発酵槽から得られたメタン発酵処理液を生物学的に
硝化脱窒処理する脱窒槽および硝化槽と、 前記硝化槽から得られた硝化液を受け入れる脱酸素槽
と、 前記発酵槽から得られたバイオガスを前記脱酸素槽内の
硝化液中に導入するバイオガス導入配管と、を備えるこ
とを特徴とする廃水処理装置。 - 【請求項２】前記発酵槽が上向流式嫌気性汚泥床槽であ
ることを特徴とする請求項１に記載した廃水処理装置。 - 【請求項３】前記脱酸素槽から得られる廃水から汚泥を
分離する浸漬膜を有した汚泥分離槽をさらに備えること
を特徴とする請求項１または２に記載した廃水処理装
置。 - 【請求項４】前記発酵槽から得られたバイオガスの一部
を前記浸漬膜洗浄用のエアレーションガスとして前記汚
泥分離槽内に供給するバイオガス分岐配管をさらに備え
ることを特徴とする請求項３に記載した廃水処理装置。 - 【請求項５】前記脱酸素槽からバイオガス利用手段に供
給されるバイオガスの一部を取り出して前記脱酸素槽内
の硝化液中に再導入する第２のバイオガス導入配管を備
えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載
した廃水処理装置。 - 【請求項６】前記発酵槽に供給される廃水中に含まれる
硫化水素をストリッピングする、前記発酵槽に並設され
た硫化水素ストリッピング手段と、 前記脱酸素槽から前記バイオガス利用手段に供給される
バイオガスの一部を取り出して前記硫化水素ストリッピ
ング手段内の廃水中に導入する第３のバイオガス導入配
管と、をさらに備えることを特徴とする請求項５に記載
した廃水処理装置。 - 【請求項７】前記脱酸素槽内の処理液のｐＨ値を測定す
るｐＨ値測定手段と、 測定されたｐＨ値に基づいて前記脱酸素槽内にｐＨ値調
整用の薬剤を供給する薬剤供給手段と、をさらに備える
ことを特徴とする請求項５または６に記載した廃水処理
装置。 - 【請求項８】前記バイオガス利用手段に供給されるバイ
オガス中の硫黄分を除去する、前記バイオガス利用手段
の上流に配設された脱硫手段と、 前記脱酸素槽から前記バイオガス利用手段に供給される
バイオガス中の硫化水素濃度を検出する硫化水素濃度検
出手段と、 検出された硫化水素の濃度に応じて前記脱酸素槽から供
給されるバイオガスの供給先を前記脱硫塔若しくは前記
バイオガス利用手段のいずれかに切り替える供給経路切
替手段と、をさらに備えることを特徴とする請求項５乃
至７のいずれかに記載した廃水処理装置。 - 【請求項９】前記バイオガス利用手段は、前記バイオガ
スを燃焼させて得た電力および熱エネルギを供給する熱
電併給システムであることを特徴とする請求項５乃至８
のいずれかに記載した廃水処理装置。 - 【請求項１０】前記バイオガス利用手段は、前記バイオ
ガスから電力を得る燃料電池発電システムであることを
特徴とする請求項５乃至８のいずれかに記載した廃水処
理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001211893A JP4521137B2 (ja) | 2001-07-12 | 2001-07-12 | 廃水処理装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001211893A JP4521137B2 (ja) | 2001-07-12 | 2001-07-12 | 廃水処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003024980A true JP2003024980A (ja) | 2003-01-28 |
| JP4521137B2 JP4521137B2 (ja) | 2010-08-11 |
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ID=19047139
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001211893A Expired - Fee Related JP4521137B2 (ja) | 2001-07-12 | 2001-07-12 | 廃水処理装置 |
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|---|---|
| JP (1) | JP4521137B2 (ja) |
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| JP2005288371A (ja) * | 2004-04-01 | 2005-10-20 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 排水処理方法 |
| JP2008188533A (ja) * | 2007-02-05 | 2008-08-21 | Toshiba Corp | 水処理装置 |
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| CN104341043A (zh) * | 2014-11-19 | 2015-02-11 | 中国市政工程华北设计研究总院有限公司 | 设置内回流混合液消氧池的强化脱氮***及方法 |
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-
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- 2001-07-12 JP JP2001211893A patent/JP4521137B2/ja not_active Expired - Fee Related
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