JP2004243280A - Method and apparatus for aerobic digestion process of sludge - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for aerobic digestion process of sludge capable of stably effectively digesting sludge for a long time period by preventing a passage for supplying an oxygen-containing gas from being closed and capable of effectively digesting the sludge by improving digestibility of the sludge, and to provide an apparatus therefor. <P>SOLUTION: The apparatus for the aerobic digestion process is equipped with an aerobic digestion tank 1, a circulation path 6 for pressure-feeding circulation sludge, a liquid/gas ejector 7 for inducing the humidified oxygen-containing gas by a humidity component-containing gas and mixing with the circulation sludge, and a liquid/liquid ejector 8 for mixing it with the sludge at the post stage, a downpipe 9 for passing through the mixture flow with the downflow, and an ozonation system 31 for reforming the sludge to easy biodegradability one. The circulation sludge is ejected by the liquid/gas ejector 7 from a throat 11 to mix with the oxygen-containing gas. The sludge is passed through the liquid/liquid ejector 8 and the downpipe 9 while effectively dissolving oxygen therewith to perform aerobic digestion. The oxygen-containing gas humidified with the humidity component-containing gas such as an exhaust ozone gas is supplied to an induction chamber 13 from a line 34, thus preventing the induction chamber 13 from being closed by drying and solidification of the sludge. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は有機性汚泥を好気性消化する汚泥の好気性消化処理方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
生物汚泥を含む有機性汚泥の好気性消化法の一つとして高温消化法があり、特に欧米において多く実施されている。この高温消化法は、液温３０〜７０℃の高温領域において好適に生育する高温微生物の働きを利用して有機成分を含む汚泥を分解減量する方法であり、３０℃未満の中温域での消化分解よりも短い滞留時間で処理できるという特徴がある。消化温度を高温に保つ手段は、被処理汚泥の分解熱を利用する方法や、外部から熱エネルギーを供給する方法が採用されている。
【０００３】
高温消化法の場合、高温消化槽に保持する汚泥濃度が一般の曝気槽より高い場合が多いので、酸素供給手段として通常の散気管を使用した場合は閉塞しやすく、このため機械的な作用で微細気泡を生成できる自己吸引式水中インペラ方式や、エゼクタ方式が用いられる。しかし、このような方式の酸素供給手段を使用した場合でも、酸素含有ガスを供給する流路、特に汚泥が存在する部分に接続されている近傍においては閉塞しやすい。水中インペラ方式では、空気流路は消化槽外に開放された直管で構成されるのが通常であるから比較的清掃作業は簡単であるが、エゼクタの場合は、空気供給管に曲部を設けざるを得ない場合が通常であり、特に清掃が困難であった。
【０００４】
好気性消化における汚泥の消化率を高くするため、消化槽から汚泥を引き抜いてオゾン処理などの改質処理を行って汚泥を易生物分解性に改質した後、消化槽に戻すことも行われている。
このような改質処理を併用した好気性消化においては、改質汚泥の発泡性が強く、改質汚泥の分解過程で発泡性物質が生産される場合もあり、また改質汚泥を酸化分解するためには改質処理を行わない場合より散気量を増やす必要があるため消化槽における発泡が激しくなる。このため、装置の美観を損ね、清掃の手間が増え、さらに甚だしい場合は生物反応に必要な汚泥が泡とともに消化槽から流出する。
【０００５】
このような発泡は、消化槽の液温が３０〜７０℃となる高温好気性消化槽の場合に特に著しい。発泡を抑制するために消泡剤を添加することも考えられるが、消泡剤の使用は酸素溶解効率を低下させるため効率が悪く、また難分解性の消泡剤成分が消化槽に蓄積して処理性能を悪化させる恐れもあるので望ましくない。
【０００６】
発明者が閉塞の原因を調査した結果、汚泥の飛沫が酸素含有ガスを供給する流路の壁面に付着し、それが酸素含有ガスの低湿度および好気性消化槽の高温によって濃縮され強固に固着して次第に流路を閉塞させ、ついには十分な酸素含有ガスを供給できなくなるということを見出し、本発明を完成させた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、酸素含有ガスを供給する流路の閉塞を防止し、長期間安定して効率よく消化を行うことができる汚泥の好気性消化処理方法および装置を提供することである。
本発明の別の課題は、酸素含有ガスを供給する流路の閉塞を防止し、長期間安定して効率よく消化を行うことができるとともに、汚泥の消化率を向上させて効率よく消化を行うことができる汚泥の好気性消化処理方法および装置を提供することである。
本発明のさらに別の課題は、酸素含有ガスを供給する流路の閉塞を防止し、長期間安定して効率よく消化を行うことができるとともに、汚泥の消化率を向上させ、しかも発泡を抑制して効率よく消化を行うことができる汚泥の好気性消化処理方法および装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は次の汚泥の好気性消化処理方法および装置である。
（１） 生物汚泥を含む有機性汚泥を好気性消化槽において、供給された酸素含有ガスにより好気的に生物消化し、
好気性消化槽内の汚泥を取り出し循環路を通してポンプで好気性消化槽に圧送し、
湿度成分含有ガスにより加湿された酸素含有ガスを液−気エゼクタにより吸入し、循環路から圧送される循環汚泥と混合して気液混相流を形成し、
液−気エゼクタで形成された気液混相流を、下向管により好気性消化槽の底部に向かって下向流で通過させる
汚泥の好気性消化処理方法。
（２） 好気性消化槽内の汚泥の一部を引き抜き、この引抜汚泥を改質処理装置において易生物分解性に改質し、
改質処理装置で改質処理した改質処理汚泥を好気性消化槽に戻す上記（１）記載の方法。
（３） 液−液エゼクタにより、液−気エゼクタから吐出される気液混相流を利用して消化槽内上部の汚泥を吸入し、気液混相流と混合して下向管に導入する上記（１）または（２）記載の方法。
（４） 好気性消化は液温３０〜７０℃の高温で有機性汚泥を生物処理する高温好気性消化である上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の方法。
（５） 改質処理により生じるガス、およびその他の湿度成分を含むガスから選ばれる１以上の湿度成分含有ガスを酸素含有ガスに加えて、酸素含有ガスを加湿する上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の方法。
（６） 改質処理がオゾン処理である上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の方法。
（７） 酸素含有ガス中の酸素濃度が３０〜１００ｖｏｌ％であり、その酸素含有ガスの供給量が好気性消化槽１ｍ３あたり０．１〜０．４Ｎｍ３／ｈである上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の方法。
（８） 生物汚泥を含む有機性汚泥を導入し、供給された酸素含有ガスにより好気的に生物処理する好気性消化槽と、
好気性消化槽内の汚泥を取り出して好気性消化槽に圧送するポンプを有する循環路と、
酸素含有ガスを吸入し、循環路から圧送される循環汚泥と混合して気液混相流を形成する液−気エゼクタと、
液−気エゼクタに酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給路と、
酸素含有ガスを湿度成分含有ガスにより加湿する加湿手段と、
液−気エゼクタで形成された気液混相流を下向流で通過させるように好気性消化槽の底部に向かって延びる下向管と
を備えた汚泥の好気性消化処理装置。
（９） 好気性消化槽内の汚泥の一部を引き抜き、この引抜汚泥を易生物分解性に改質する改質処理装置と、
改質処理装置で改質処理した改質処理汚泥を好気性消化槽に戻す改質汚泥移送路と
をさらに備えた上記（８）記載の装置。
（１０） 液−気エゼクタから吐出される気液混相流を利用して消化槽内上部の汚泥を吸入し、気液混相流と混合するように水没して設けられ、かつ下向管に連結される液−液エゼクタ
をさらに備えた上記（８）または（９）記載の装置。
（１１） 好気性消化槽は液温３０〜７０℃の高温で有機性汚泥を生物処理する高温好気性消化槽である上記（８）ないし（１０）のいずれかに記載の装置。
（１２） 加湿手段が、改質処理により生じるガス、およびその他の湿度成分を含むガスから選ばれる１以上の湿度成分含有ガスを酸素含有ガスに加えて、酸素含有ガスを加湿するものである上記（８）ないし（１１）のいずれかに記載の装置。
（１３） 改質処理装置がオゾン処理装置である上記（９）ないし（１２）のいずれかに記載の装置。
（１４） 加湿手段が、オゾン処理装置から得られるオゾン処理排ガスを酸素含有ガスに加えて、酸素含有ガスを加湿するものである上記（１３）記載の装置。
【０００９】
本発明の好気性消化処理方法および装置において処理の対象となる有機性汚泥は生物汚泥を含む有機性汚泥であり、生物汚泥を主要成分として含む汚泥が好ましく、生物汚泥のほかに他の有機物および／または無機物を含んでいてもよい。生物汚泥としては下水、し尿、産業排水等の有機性排水の生物処理によって生成する汚泥があげられ、活性汚泥、消化汚泥などがこれに含まれる。有機性汚泥はこのような生物汚泥を含む汚泥であり、生物汚泥のほかに下水等の沈澱汚泥などの他の有機または無機物を含む汚泥との混合汚泥でもよい。このような汚泥には水処理等によって発生するスラリー状の汚泥のほかに、これを脱水処理した脱水ケーキも含まれる。
【００１０】
本発明では、このような生物汚泥を含む有機性汚泥を好気性消化槽に導入して、供給された酸素含有ガスにより好気的に生物消化し、好気性消化槽内の汚泥を取り出し循環路を通してポンプで好気性消化槽に圧送し、湿度成分含有ガスにより加湿された酸素含有ガスを液−気エゼクタにより吸入し、循環路から圧送される循環汚泥と混合して気液混相流を形成し、液−気エゼクタで形成された気液混相流を、筒状の下向管により好気性消化槽の底部に向かって下向流で通過させ、汚泥の好気性消化を行う。この場合、好気性消化槽内の汚泥の一部を引き抜き、この引抜汚泥をオゾン処理装置などの改質処理装置において易生物分解性に改質して、改質処理汚泥を好気性消化槽に供給して好気性消化することができる。このときオゾン処理排ガス等の改質処理により生じるガス、およびその他の湿度成分を含むガスなどの湿度成分含有ガスを酸素含有ガスに加えて、酸素含有ガスを加湿し、加湿された酸素含有ガスを液−気エゼクタに供給することができる。
【００１１】
本発明の好気性消化処理装置を構成する好気性消化槽（以下、単に消化槽という場合がある）は、被処理汚泥として上記有機性汚泥を導入するとともに、酸素含有ガスを供給して好気的に生物処理する消化槽であり、酸素含有ガスを効率よく溶解する手段として後述する液−気エゼクタおよび下向管が設けられる。酸素含有ガスとしては、空気、酸素リッチ空気、オゾン含有ガス、排オゾンガス、その他の酸素含有ガスなどが使用できる。
【００１２】
消化槽は液温３０〜７０℃、好ましくは５０〜６０℃の高温で有機性汚泥を生物処理する高温消化槽であるのが好ましい。この場合でも本発明の装置によれば、加湿された酸素含有ガスを液−気エゼクタで吸入することにより、酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給路の閉塞を防止して、効率よく好気性処理することができる。
【００１３】
好気性消化には酸素が必要であり、通常は空気による曝気が行われる。ところが空気中の酸素濃度は約２１容量％であるため効率が悪く熱の持出も多い。このため保温および通気コストの面からは酸素リッチガス（特に純酸素）を用いるのが好ましいが、酸素リッチガスを用いると、消化により発生する炭酸ガスを排出できなくなるため消化活性が低下する。このため炭酸ガスを放出できる通気量を確保するために、炭酸ガスの放出に必要な空気を酸素リッチガスとともに消化槽に供給して曝気するのが好ましい。酸素含有ガスとしては空気中の酸素濃度を高めた酸素付加空気を用いることができる。酸素含有ガスの酸素濃度は５０容量％以上、好ましくは７０容量％以上とすることができる。具体的には消化槽の槽内液を循環し、その循環液中に酸素リッチガスおよび空気を混入して消化槽に供給して曝気を行うことができる。この場合消化槽内の消化汚泥のｐＨを測定してｐＨ６〜８、好ましくは６．５〜７．７を維持するように空気の混入量を制御すると制御が簡単になるため好ましい。
【００１４】
消化槽には汚泥（槽内液）を取り出して消化槽に圧送するポンプを有する循環路が設けられ、この循環路から圧送される循環汚泥と加湿された酸素含有ガスとを混合して気液混相流を形成する液−気エゼクタが設けられる。
液−気エゼクタは、加湿された酸素含有ガスを吸入して気液混相流を形成するように循環路の吐出端に設けられ、かつスロート端部を好気性消化槽内の汚泥中に突入させて気液混相流を汚泥中に噴射するように設けるのが好ましい。この場合、液−気エゼクタから吐出される気液混相流を利用して消化槽内上部の汚泥を吸入し、気液混相流と混合するように水没して設けられ、かつ下向管に連結されて設けられる液−液エゼクタを設けるのが好ましい。液−液エゼクタを設けることにより、酸素含有ガスの溶解率をさらに向上させることができる。
【００１５】
液−気エゼクタは、酸素含有ガス供給路から供給される加湿された酸素含有ガスを吸入して、循環路を循環する汚泥と混合し、汚泥中に微細気泡として分散させるとともに、この液−気エゼクタのスロートを液−液エゼクタのノズルとして用いることにより、液−気エゼクタのスロートから吐出される気液混相流の勢いを利用して大量の消化槽上部の汚泥を吸入して混合することができる。液−気エゼクタを用いて循環汚泥中に酸素含有ガスを吸入すると、循環汚泥の勢いと吸入された酸素含有ガスの勢いが合わさって強大な勢いの気液混相流が形成されるので、その混相流を液−気エゼクタのスロートから、これに直結した液−液エゼクタに直接噴出させると、生成直後の気液混相流の勢いをそのまま利用して汚泥の吸入を行うことができる。
【００１６】
液−液エゼクタを設けた場合、気液混相流の勢いを利用して汚泥を吸入することにより大量の汚泥を吸入できるとともに、吸入される汚泥の勢いを利用して気泡をさらに細分化することができる。このように気泡を細分化した状態でも緩やかな撹拌下におくと気泡が合一しやすいが、筒状の下向管を下向流で通過させると、気液の上昇力に反する方向に汚泥が流れるため気泡が激しく撹拌され、合一を防ぐとともに酸素の溶解性が高くなる。
【００１７】
液−気エゼクタは循環路の末端であって、消化槽の特に曝気部の液面より上部に、スロートの端部が液面下に突入するように設けるのが好ましい。液−気エゼクタは循環路の末端に設けられるノズルと、このノズルを囲むように設けられる吸入室と、吸入室に開口する吸気口と、吸入室の先端に液面に突入するように形成されるスロートとから構成することができる。
液−液エゼクタは液−気エゼクタのスロートをノズルとし、このノズルに対向するように汚泥中に設けられるスロートと、ノズルおよびスロート間に形成される吸液口とから構成することができる。
【００１８】
液−気エゼクタは汚泥を噴射することにより気体を吸入する液−気エゼクタであり、液−液エゼクタは汚泥を噴射することにより汚泥を吸入する液−液エゼクタである。液−気エゼクタのノズルはそのスロートに対向するように上下方向の直線上に設けると、循環汚泥の勢いを減殺しないので好ましい。液−気エゼクタのスロートすなわち液−液エゼクタのノズルも液−液エゼクタのスロートに対向するように、上下方向の直線上に設けると気液混相流の勢いを減殺しないので好ましい。液−気エゼクタのスロートは先端を絞らないで管状の状態で開口させると、気液混相流の勢いを減殺しないので好ましい。液−液エゼクタのスロートは中間部を絞り、吸入側および吐出側を拡管したものが好ましい。吐出側には拡管した口径の下向管が消化槽底部に開口するように接続される。
【００１９】
液−気エゼクタのノズルの口径をＤ１、液−気エゼクタのスロート（液−液エゼクタのノズル）の口径をＤ２、液−液エゼクタのスロート（最狭部）の口径をＤ３とするとき、Ｄ１／Ｄ２＝０．５〜０．８、Ｄ２／Ｄ３＝０．４〜０．７とするとそれぞれの酸素含有ガスおよび汚泥の吸入量が大きくなり好ましい。液−気エゼクタのスロートの長さは直径の４〜１０倍にすると、気液混相流の勢いを保持して酸素含有ガスおよび汚泥の吸入量を大きくできるので好ましい。また液−液エゼクタのスロート部（最狭部）の長さはその直径の５〜１５倍にすると、圧損を小さくして気泡を微細化できるため好ましい。
【００２０】
また液−気エゼクタは、一端が循環路に連結し、他端が下向管に連結するように設けることもできる。この場合、液−気エゼクタで形成した気液混相流を液−液エゼクタを介することなく下向管に噴出する。
【００２１】
本発明の装置では消化槽から汚泥をポンプにより取り出して、循環路を通して圧送するように構成するのが好ましい。消化槽は上記の曝気を行えるように構成されるが、隔壁により曝気部と汚泥取出部とに区画し、循環路は汚泥取出部から曝気部へ汚泥を循環するように構成するのが好ましい。この汚泥取出部には曝気部との水頭差で汚泥を流出させるように、隔壁より低い位置に流出口（消化汚泥路）を設けると、曝気部上面の気泡を消化汚泥とともに排出できるので好ましい。また曝気部および汚泥取出部を含む消化槽の上面を、液−気エゼクタを含めて蓋で覆って実質的に密閉構造にすると、吸入された酸素含有ガスの圧力を利用して気泡を排出できるので好ましい。また消化汚泥路を液面下に設ける場合には、別途排ガス路を設ける必要がある。排ガス路近傍には、消泡装置を設けて排ガス路への気泡の流出を防止することが好ましい。消泡装置としては、タービン羽根を利用した装置などを用いることができる。
消化槽で消化処理された汚泥は消化汚泥路または余剰汚泥排出路から引き抜いて廃棄するか、遠心分離機等で固液分離して上澄水を廃棄し、濃縮された汚泥は消化槽に戻すことができる。固液分離された濃縮汚泥を消化槽に戻すことにより、汚泥の滞留時間を延長し、汚泥の分解率を上昇させることができる。
【００２２】
液−気エゼクタに吸入させる酸素含有ガスは、湿度成分含有ガスにより加湿された酸素含有ガスである。酸素含有ガスを加湿するには、改質処理により生じるガス、およびその他の湿度成分を含むガスから選ばれる１以上の湿度成分含有ガスを酸素含有ガスに加えて、酸素含有ガスを加湿することができる。
このような加湿手段としては、例えば、酸素含有ガスと湿度成分含有ガスを導入し混合して加湿する加湿装置などが使用でき、また酸素含有ガス供給路に湿度成分含有ガス供給路から湿度成分含有ガスを供給して、酸素含有ガスと混合することにより加湿することもできる。
湿度成分含有ガスとしては、消化槽液温の制御を妨げない範囲においてなるべく消化槽の液温（好ましくは３０℃〜７０℃）と同等の温度のガスを用いると、より多くの水蒸気を液−気エゼクタに供給できるため好ましく、該ガス温度における相対湿度７０％以上、好ましくは９０％以上のガスが使用できる。このような湿度成分含有ガスとしては、改質処理により生じるガス、特にオゾン処理装置から得られるオゾン処理排ガス、その他の湿度成分を含むガスなどが挙げられ、水蒸気でもよい。加湿用の湿度成分含有ガスの供給量は、酸素含有ガスの供給量：湿度成分含有ガスの体積比が１：１から１０：１、好ましくは１：１から５：１の範囲であって、給気を妨げない量とするのが望ましい。ただし、前記体積比は、湿度成分含有ガス中に既に消化槽で必要な酸素量を含む場合は、その限りではない。
【００２３】
上記の場合、消化槽内の汚泥の一部を引き抜き、この引抜汚泥を易生物分解性に改質する改質処理装置を設け、この改質処理装置で改質した改質処理汚泥を消化槽に戻すとともに、改質処理により生じるガスを加湿用のガスとして湿度成分含有ガス供給路に供給することができる。加湿用の湿度成分含有ガスを供給する場合、前記供給量であって、酸素含有ガスの給気を妨げない程度の量の湿度成分含有ガスを連続的または間欠的に供給することができる。また改質処理装置としてオゾン処理装置を設ける場合は、オゾン処理によって生成する排オゾンガスは汚泥と接触して高湿度となっているため、排オゾンガスを加湿用のガスとして使用するのが好ましい。この場合、消化槽で必要な酸素量が、排オゾンガス中の酸素で十分まかなえるときは、排オゾンガスが、加湿用のガスと酸素含有ガスを兼ねることができる。
【００２４】
上記改質処理装置としては、引抜汚泥に薬剤および／またはエネルギーを加えて易生物分解性に改質する装置であれば任意の装置を採用することができる。例えば、オゾン処理による改質処理装置（オゾン処理装置）、過酸化水素処理による改質処理装置、酸処理による改質処理装置、アルカリ処理による改質処理装置、加熱処理による改質処理装置、高圧パルス放電処理装置、ボールミル、コロイドミル等のミルによる磨砕処理装置、これらを組合せた改質処理装置等を採用することができる。改質処理装置としてはオゾン処理装置が、処理操作が簡単かつ処理効率が高く、しかも排オゾンガスを液−気エゼクタに供給する酸素含有ガスとして利用できるので好ましい。
【００２５】
オゾン処理装置としては、消化槽から引き抜いた引抜汚泥をオゾンと接触させてオゾン処理することができる装置が利用できる。オゾンの酸化作用により汚泥は易生物分解性に改質される。オゾン処理はｐＨ５以下の酸性領域で行うと酸化分解効率が高くなる。このときのｐＨの調整は、硫酸、塩酸または硝酸などの無機酸をｐＨ調整剤として添加するのが好ましい。ｐＨ調整剤を添加する場合、ｐＨは３〜４に調整するのが好ましい。
【００２６】
オゾン処理は、引抜汚泥をそのまま、または必要により遠心分離機などで濃縮した後ｐＨ５以下に調整し、オゾンと接触させることにより行うことができる。接触方法としては、オゾン処理槽に汚泥を導入してオゾンを吹込む方法、機械攪拌による方法、充填層を利用する方法などが採用できる。オゾンガスとしてはオゾン化酸素、オゾン化空気などのオゾン含有ガスが使用できる。オゾンの使用は被処理汚泥固形物あたり０．１〜１０重量％、好ましくは１．５〜５重量％とするのが望ましい。オゾン処理により生物汚泥は酸化分解されて、ＢＯＤ成分に変換される。
【００２７】
改質処理としての過酸化水素処理装置としては、引抜汚泥を改質処理槽に導き、過酸化水素を混合して改質処理することができる装置が利用できる。過酸化水素の使用量は０．００１〜０．２ｇ−Ｈ２Ｏ２／ｇ−ＳＳとする。このとき引抜汚泥に塩酸などの酸を添加してｐＨ３〜５とすることが好ましく、この場合の過酸化水素の使用量は０．００１〜０．０７ｇ−Ｈ２Ｏ２／ｇ−ＳＳとするのが好ましい。反応を促進するために、加温したり第１鉄イオンなどの触媒を添加してもよい。
【００２８】
改質処理としての酸処理装置としては、引抜汚泥を改質処理槽に導き、塩酸、硫酸などの鉱酸を加え、ｐＨ２．５以下、好ましくはｐＨ１〜２の酸性条件下で所定時間滞留させて改質することができる装置が利用できる。滞留時間としては、例えば５〜２４時間とする。この際汚泥を加熱、例えば５０〜１００℃に加熱すると改質が促進されるので好ましい。
【００２９】
改質処理方法としてのアルカリ処理装置としては、引抜汚泥を改質処理槽に導き、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリを汚泥に対して０．１〜１重量％加え、所定時間滞留させて改質することができる装置が利用できる。滞留時間は０．５〜２時間程度で汚泥は易生物分解性に改質される。この際汚泥を加熱し、例えば５０〜１００℃に加熱すると改質が促進されるので好ましい。
【００３０】
改質処理方法としての加熱処理装置としては、加熱処理単独で行う装置を利用することもできるが、酸処理またはアルカリ処理と組合せて行うことができる装置を利用するのが好ましい。加熱処理を単独で行う場合は、例えば温度７０〜１００℃、滞留時間２〜３時間とすることができる。
【００３１】
高電圧のパルス放電処理装置は、電極間隔３〜１０ｍｍ、好ましくは４〜８ｍｍのタングステン／トリウム合金等の＋極と、ステンレス鋼等の−極間に汚泥を存在させ、印加電気１０〜５０ｋＶ、好ましくは２０〜４０ｋＶ、パルス間隔２０〜８０Ｈｚ、好ましくは４０〜６０Ｈｚでパルス放電を行い、汚泥は順次循環させながら改質することができる装置が利用できる。
【００３２】
このようにして易生物分解性に改質した改質汚泥は、消化槽に戻して好気性生物処理を行い、微生物に同化させて分解する。これにより汚泥の消化率を向上させることができる。改質汚泥は酸素含有ガス供給路に供給し、酸素含有ガスの加湿に利用した後、一部または全量を液−気エゼクタから消化槽に戻してもよいが、加湿用の液としては利用することなく、そのまま一部または全量を消化槽に戻して好気性生物処理を行うのが好ましい。
改質処理としてオゾン処理する場合は、オゾン処理したオゾン含有ガスと汚泥との混合流体を加湿された酸素含有ガスとして酸素含有ガス供給路から液−気エゼクタに供給することもできるが、オゾン処理汚泥は消化槽に戻し、排オゾンガスを分離して酸素含有ガスの加湿に利用する方が、オゾン処理汚泥による液−気エゼクタの汚染がないので好ましい。この場合排オゾンガスを酸素含有ガスとして利用することができるので、排オゾンガスの分解装置も不要となり、有利である。
【００３３】
液−気エゼクタに供給する酸素含有ガスに加湿を行うことで、清掃頻度を延長できる。これは、加湿された酸素含有ガスによって、酸素含有ガス供給管内面に付着した汚泥の飛沫が高温に熱せられて乾燥固化することを防止できるためである。
【００３４】
改質処理汚泥を液−気エゼクタに供給したり、消化槽に戻す場合、特に消化槽が高温消化槽である場合、消化槽における発泡が激しくなる場合がある。この場合は、液−気エゼクタから吸入される酸素含有ガスとして酸素濃度が３０〜１００ｖｏｌ％、好ましくは５０〜１００ｖｏｌ％の酸素含有ガスを使用し、その酸素含有ガスの供給量が消化槽１ｍ３あたり０．１〜０．４Ｎｍ３／ｈ、好ましくは０．２〜０．４Ｎｍ３／ｈとなるように制御することにより、発泡を抑制した状態で、かつ好気性処理に必要な溶存酸素濃度を維持した状態で効率よく好気性処理を行うことができる。
【００３５】
酸素含有ガスの供給量の制御は、酸素含有ガス供給路に設けたバルブの開度を調整する方法、循環路に設けたポンプの圧送圧力または循環流量を調整する方法等の方法により行うことができる。通常上記のような酸素濃度の酸素含有ガスを上記供給量で消化槽に供給しても溶存酸素がゼロとなり微生物による好気性処理は行われなくなるが、本発明では下向管式の液−気エゼクタを使用しているので、効率よく酸素含有ガスを溶解させることができ、これにより供給量を少なくしても好気性処理に必要な溶存酸素濃度を維持した状態で効率よく好気性処理を行うことができる。
【００３６】
本発明の消化処理装置ではポンプを駆動して消化槽の汚泥を、好ましくは汚泥取出部から取り出し、循環路を通して消化槽の好ましくは曝気部に循環すると、循環汚泥は液−気エゼクタのノズルから吸入室を通してスロートに噴射され、この時の吸引力により加湿された酸素含有ガスが吸気口から吸入されて気液混相流が生成し、スロートから吐出される。このとき気液混相流は好ましくは液−液エゼクタのスロートに向けて噴射することにより、その勢いを利用して吸液口から消化槽上部の汚泥を吸入し、気液混相流と混合して気泡を細分化し酸素を溶解させる。液−液エゼクタのスロートから吐出される混合流はさらに下向管を下向流で通過することにより、気泡の上昇力を利用して気泡を細分化した状態で消化槽内に放出する。気泡は消化槽内を上昇する間にも汚泥中に溶解し、液面から泡として汚泥取出部に入り、消化汚泥とともに流出部から流出する。泡を含む消化汚泥が流出する消化汚泥路は、その出口において、液封部を持たないか、または液封部深さが消化槽内のガス（泡）の排出を妨げないようにする。流出部（ｅｘｉｔ ｐｏｒｔ）を水面下に設ける場合は、別途排ガス路を設ける必要がある。この場合、泡は消化槽内に蓄積し、水面上に泡の層を形成する。この泡の層の厚さが増すにつれ、自重により泡が破壊されるので、泡の層の厚さはある値で定常に達する。従って、水面上の空間高さを十分にとることにより、排ガス路に泡が流出することを防止できるが、排ガス路近傍には、消泡装置を設けて排ガス路への気泡の流出を防止することも好ましい。上記処理を連続して長時間行っても、酸素含有ガスとして加湿した酸素含有ガスを使用しているので、汚泥の固化による閉塞を抑制することができる。
【００３７】
本発明の消化処理装置では循環路の末端に液−気エゼクタを設けて気液混相流を生成させ、その吐出流を好ましくは直接液−液エゼクタに噴射して消化槽上部の汚泥を吸入して混合するため、圧力損失が少なく、気液混相流の勢いを利用して汚泥を大量に吸入して混合して酸素を溶解することができる。これによりエネルギー消費率が低く、効率よく酸素含有ガスを汚泥中に溶解することができる。従って、改質汚泥による発泡が激しい場合には酸素含有ガスの濃度および供給量を前記範囲とすることにより、酸素含有ガスの供給量を少なくして発泡を抑制し、かつ溶存酸素濃度を維持して効率よく好気性消化処理を行うことができる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明の汚泥の好気性消化処理方法および装置は、液−気エゼクタおよび下向管を備え、液−気エゼクタには湿度成分含有ガスで加湿された酸素含有ガスが供給されるように構成されているので、酸素含有ガスを供給する流路の閉塞を防止し、長期間安定して効率よく好気性消化を行うことができる。
また本発明の汚泥の好気性消化処理方法および装置では、液−気エゼクタ、下向管および改質処理装置を備え、液−気エゼクタには湿度成分含有ガスで加湿された酸素含有ガスが供給されるように構成することにより、酸素含有ガスを供給する流路の閉塞を防止し、長期間安定して効率よく好気性消化を行うことができるとともに、汚泥の消化率を向上させ、効率よく好気性消化を行うことができる。
また本発明の汚泥の好気性消化処理方法および装置は、液−気エゼクタ、下向管および改質処理装置を備え、液−気エゼクタには湿度成分含有ガスで加湿された酸素含有ガスが供給されるように構成し、かつ酸素含有量が特定の酸素含有ガスを特定量供給するように制御することにより、酸素含有ガスを供給する流路の閉塞を防止し、長期間安定して効率よく好気性消化を行うことができるとともに、汚泥の消化率を向上させ、しかも発泡を抑制して効率よく好気性消化を行うことができる。
上記の好気性消化処理方法および装置において、酸素含有ガスを湿度成分含有ガスで加湿することにより、液体で加湿する場合よりも制御が容易で、加湿の効率もよい。また汚泥等により加湿する場合のよりも液−気エゼクタの汚染が少ない。改質処理により生じるガス、特にオゾン処理装置から得られるオゾン処理排ガスにより加湿する場合、排オゾンガス等の排ガスを酸素含有ガスとして利用することができ、また排オゾンガス等の排ガスの分解装置も不要となり、有利である。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１は実施形態の好気性消化処理装置の系統図であり、引抜汚泥をオゾン処理し、オゾン処理排ガスを湿度成分含有ガスとして利用する場合の例である。
【００４０】
図１において、１は消化槽であって、隔壁２により曝気部３と汚泥取出部４に区画されており、ポンプ５を有する循環路６が汚泥取出部４の底部から曝気部３の上部に連絡している。循環路６の吐出端に液−気エゼクタ７、液−液エゼクタ８および筒状の下向管９が垂直方向下向きに直結するように設けられている。
【００４１】
液−気エゼクタ７は循環路６の末端であって、消化槽１の曝気部３の液面より上方に、スロート１１の先端部が液面下に突入するように設けられる。液−気エゼクタ７は循環路６の末端に設けられるノズル１２と、このノズル１２を囲むように設けられる吸入室１３と、吸入室１３に開口する吸気口１４と、吸入室１３の先端に液面に突出するように形成されるスロート１１とから構成され、吸気口１４には酸素含有ガス供給路１５が連絡している。
液−液エゼクタ８は液−気エゼクタ７のスロート１１をノズルとし、このノズルに対向するように汚泥中に設けられるスロート１６と、ノズル（１１）およびスロート１６間に形成される吸液口１７とから構成されている。
【００４２】
液−気エゼクタ７は循環汚泥を噴射することにより酸素含有ガスを吸入するように構成され、液−液エゼクタ８は気液混相流を噴射することにより消化槽１上部の汚泥を吸入するように構成されている。液−気エゼクタ７のノズル１２はスロート１１に対向するように上下方向の直線上に設けられ、循環汚泥の勢いを減殺しないようにされている。液−気エゼクタ７のスロート（すなわち液−液エゼクタ８のノズル）１１もスロート１６に対向するように、上下方向の直線上に設けられ、気液混相流の勢いを減殺しないようにされている。液−気エゼクタ７のスロート１１は先端を絞らないで管状の状態で開口させ、気液混相流の勢を減殺しないようにされている。液−液エゼクタ８のスロート１６は中間部に最狭部２１、吸入側および吐出側に拡管部２２、２３が形成されている。拡管部２３の吐出側には拡管した口径の下向管９が消化槽１の底部に開口するように接続されている。
【００４３】
曝気部３には汚泥供給路２５が連絡している。また汚泥取出部４の上部には隔壁２の上端より若干低い位置に開口する流出口２６が設けられ消化汚泥路２７に連絡している。消化槽１は上部に蓋２８が設けられて実質的に密閉構造となっている。蓋２８には排ガス路２９が設けられている。
【００４４】
３１はオゾン処理装置であり、オゾンガス供給路３２が連絡するとともに、曝気部３の下部から汚泥引抜路３３が連絡している。オゾン処理装置３１は、反応槽４４内上部に消泡用のスプレー４５を有し、このスプレー４５にポンプ４６を有する槽内液循環路４７が接続し、反応槽４４内の汚泥をポンプ４６により槽内液循環路４７を通してスプレー４５からスプレーし、消泡しながらオゾン処理するように構成されている。反応槽４４の下部にはオゾン処理汚泥移送路４８が接続し、オゾン処理汚泥を汚泥供給路２５を介して曝気部３に戻すように構成されている。また反応槽４４の頂部から、排オゾンガス路５１が酸素含有ガス供給路１５に接続し、オゾン処理排ガスを湿度成分含有ガスとして供給するように構成されている。また空気供給路５７が酸素含有ガス供給路１５に接続し、バルブ５８により供給量を調整して空気を酸素含有ガスに供給するように構成されている。３５は余剰汚泥排出路、３６、３７、３８はバルブである。
【００４５】
図１の好気性消化処理装置ではポンプ５を駆動して汚泥取出部４から汚泥を取り出し、循環路６を通して消化槽１の曝気部３に循環すると、循環汚泥は液−気エゼクタ７のノズル１２から吸入室１３を通してスロート１１に噴射され、この時の吸引力により加湿された酸素含有ガスが酸素含有ガス供給路１５から吸気口１４を通して吸入されて気液混相流が生成し、スロート１１から吐出される。このとき気液混相流は液−液エゼクタ８のスロート１６に向けて噴射することにより、その勢いを利用して吸液口１７から消化槽１上部の汚泥を吸入し、気液混相流と混合して気泡を細分化して酸素含有ガスを溶解させる。液−液エゼクタ８のスロート１１から吐出される混合流はさらに下向管９を下向流で通過することにより気泡の上昇力を利用して気泡を強く撹拌し、気泡の細分化状態で下向管９の端部から消化槽１内に放出する。気泡は消化槽１内を上昇する間にも汚泥中に溶解し液面から泡として汚泥とともに隔壁２を越えて汚泥取出部４に流れる。汚泥取出部４では液面付近の消化汚泥が泡とともに流出部２６から消化汚泥路２７を通って流出する。曝気部３の汚泥は３０〜７０℃に維持し、高温消化処理するのが好ましい。
【００４６】
消化汚泥路２７は、その出口において、液封部を持たないか、または液封部深さが、消化槽１内のガス（泡）の排出を妨げない範囲に制限されていることが好ましい。この場合消化槽１全体の上部が蓋２８で覆われて実質的に密閉状態になっているので、吸込まれるガスにより加圧状態となり、泡の排出が促進される。
原泥（被処理汚泥）は汚泥供給路２５から曝気部３に導入される。消化槽１内の汚泥は吸入される酸素含有ガスにより曝気を受け、微生物の作用により有機物等の被酸化成分が酸化分解される。
【００４７】
上記曝気処理と並行して汚泥のオゾン処理を行う。すなわちオゾン処理装置３１に、汚泥引抜路３３から汚泥（槽内液）を引き抜き、この引抜汚泥をオゾンガス供給路３２から供給するオゾンガスと接触させてオゾン処理し、引抜汚泥を易生物分解性に改質する。このときオゾン処理装置３１では、スプレー４５から槽内液をスプレーし、消泡しながらオゾン処理する。オゾン処理汚泥移送路４８から排オゾンガスが分離されたオゾン処理汚泥を取り出し、汚泥供給路２５を介して曝気部３に戻す。オゾン処理装置３１から排出される排オゾンガスを、排オゾンガス路５１から酸素含有ガス供給路１５に供給して酸素含有ガスを加湿する。また空気供給路５７から酸素含有ガス供給路１５に空気を供給し、酸素含有ガスと混合して消化槽１に供給して曝気することにより、炭酸ガスを放出して消化活性を高く維持する。このとき消化槽１内の消化汚泥のｐＨをｐＨ測定器（図示省略）により測定して、ｐＨ６〜８、好ましくは６．５〜７．７を維持するようにバルブ５８の開度を制御して空気の混入量を調節する。
【００４８】
従来のように加湿されていない酸素含有ガスを使用した場合、吸入室１３で汚泥が乾燥固化して閉塞しやく、特に３０〜７０℃の高温で消化処理する場合には乾燥固化して閉塞しやすいが、図１の装置では加湿された酸素含有ガスを供給しているので、吸入室１３内付近における汚泥の乾燥固化は防止され、これにより流路の閉塞は生じなくなり、また固化物を取り除くための清掃間隔も長くなり、長期間安定して効率よく好気性消化処理を行うことができる。
また図１では、オゾン処理された汚泥が消化槽１に戻されて、再び好気性消化処理されるので汚泥の消化率は向上する。消化された汚泥は、消化汚泥路２７から排出されるが、排出された汚泥を遠心分離機、膜分離装置などで固液分離して上澄水を廃棄し、濃縮された汚泥を消化槽に戻すことにより、汚泥の滞留時間を延長し、汚泥の分解率を上昇させることができる（図示は省略）。余剰汚泥が生じる場合は、余剰汚泥排出路３５から排出する。
【００４９】
また図１の装置では循環路６の末端に液−気エゼクタ７を設けて気液混相流を生成させ、その吐出流を直接液−液エゼクタ８に噴射して消化槽１上部の汚泥を吸入して混合するため、圧力損失が少なく、気液混相流の勢いを利用して汚泥を大量に吸入して混合できる。さらに混合流は下向管９で気泡の上昇力に反する方向に流れるため気泡は強く撹拌され、効率よく酸素含有ガスを溶解することができる。下向管９を出た混合流は大量の微細な気泡を含んで上昇する間に酸素含有ガスが汚泥中に溶解する。これによりエネルギー消費率が低くて効率よく酸素含有ガスを汚泥中に溶解することができる。
【００５０】
図１の装置において曝気部３での発泡が激しい場合、液−気エゼクタ７から吸入される気液混合流体中の酸素濃度が３０〜１００ｖｏｌ％、好ましくは５０〜１００ｖｏｌ％であり、その酸素含有ガスの供給量が曝気部３の容積１ｍ３あたり０．１〜０．４Ｎｍ３／ｈ、好ましくは０．２〜０．４Ｎｍ３／ｈとなるように制御することにより、発泡を抑制し、かつ効率よく好気性消化処理を行うことができる。
【００５１】
酸素濃度は酸素発生機または液化酸素ボンベ等から供給される酸素と、空気またはその他の酸素以外のガスを含む気体とを適当な比率で混合することにより調整することができる。また供給量は酸素含有ガス供給路１５に設けたバルブ３７の開度を調整したり、循環路６に設けたポンプ５の圧送圧力または循環流量を制御することにより調整することができる。
【００５２】
図１の装置によれば、排オゾンガスを利用して酸素含有ガスを加湿するとともに、炭酸ガスを放出して消化活性を高く維持できるという利点がある。上記の装置では曝気部３および汚泥取出部４を蓋２８で覆っているが、曝気部３だけを蓋で覆うこともできる。
【００５３】
図２は別の実施形態の好気性消化処理装置の系統図であり、別の湿度成分含有ガスを利用する場合の例である。
図２において、湿度成分含有ガス供給路５５が酸素含有ガス供給路１５に接続し、系外から湿度成分含有ガスを酸素含有ガス供給路１５に供給して酸素含有ガスを加湿するように構成されている。
【００５４】
またオゾン処理装置３１は、反応槽４４の頂部から排オゾン処理塔５０に排オゾンガス路５１が接続し、活性炭５２と接触させて残留オゾンを分解し、処理ガス路５３から排出するように構成されている。他の構成は図１と同じである。
【００５５】
図２の装置では、系外から湿度成分含有ガス供給路５５を通して、湿度成分含有ガスを酸素含有ガス供給路１５に供給して酸素含有ガスを加湿し、加湿した酸素含有ガスを吸気口１４から供給して曝気処理を行う。オゾン処理装置３１では、反応槽４４の頂部から排オゾンガス路５１を通して排オゾン処理塔５０に、排オゾンガスを導入し活性炭５２と接触させて残留オゾンを分解し、処理ガスを処理ガス路５３から排出する。その他の処理は図１と同じである。
図２の装置によれば、吸入室１３およびスロート１１に酸性のオゾン処理汚泥が触れないため、吸入室１３およびスロート１１の腐食が起こりにくく、このため防食性の低い、より安価な材質で吸入室１３およびスロート１１を構成できるという利点がある。
【００５６】
【実施例】
次に本発明の実施例について説明する。実施例および比較例は、次の１）〜４）の共通の条件下に行った。
１）供給汚泥の種類：食品工場排水処理場（活性汚泥法）から排出される余剰汚泥を遠心濃縮したもの
２）供給汚泥濃度：ＭＬＳＳ濃度３５０００〜４２０００ｍｇ／Ｌ
３）供給汚泥量 ：１５０Ｌ／ｄを消化槽に投入
４）消化槽容量 ：２０００Ｌ
【００５７】
実施例１：
図１の装置で有機性汚泥を好気性消化処理した。すなわち槽容積２０００Ｌの高温好気消化槽で、食品工場排水処理場（活性汚泥法）からの余剰汚泥を５０〜６０℃で高温好気性消化処理した。槽内液２００ｍＬ／ｍｉｎをポンプで引き抜き、汚泥ＶＳＳ当たり３重量％に相当するオゾンガス（オゾン濃度４０ｍｇ／Ｎｌ）と接触させて改質処理した。オゾン処理した汚泥はオゾン処理汚泥移送路４８を通じて消化槽１に戻し、オゾン処理装置３１で加湿された排オゾンガスを、排オゾンガス路５１を通じて酸素含有ガス供給路１５に供給した。空気供給路５７に設けたバルブ５８の開度を、初めは手動にて全給気量が１．２Ｎｍ３／ｈとなるように液ッ気エゼクタ（下向管の長さ３．５ｍ、下向管直径３６ｍｍ、ノズル直径８ｍｍ）が生じる陰圧を利用して吸引させて処理を行い、気ッ液エゼクタの清掃が必要と考えられる給気量０．８Ｎｍ３／ｈまで低下する時間を測定したところ、２日間であった。この時、消化槽のｐＨは６．０であった。次に消化槽内に設けたｐＨ測定器の指示値に従って、ｐＨが６．５より低いときにはバルブ５８の開度を大きくし、ｐＨ６．５より高いときにはバルブ５８の開度を小さくする制御を行ったところ、給気量１．６Ｎｍ３／ｈにおいて、汚泥の生物分解にとってより好ましいｐＨ６．５において処理を行うことができた。
【００５８】
比較例１：
加湿しない空気を気ッ液エゼクタに供給した以外は実施例１と同じ方法で行い、気ッ液エゼクタの清掃が必要と考えられる給気量０．８Ｎｍ３／ｈまで低下する時間を測定したところ、２４時間であった。
【００５９】
以上の結果からわかるように、実施例１は比較例１に比べて閉塞するまでの時間が長くなっており、加湿された酸素含有ガスを使用する効果は明らかであった。すなわち加湿しない酸素含有ガスを単独で供給した比較例１では、２４時間で酸素含有ガス量が低下し、毎日清掃を行う必要があった。
【００６０】
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の実施形態の好気性消化処理装置の系統図である。
【図２】図２は本発明の別の実施形態の好気性消化処理装置の系統図である。
【符号の説明】
１ 消化槽
２ 隔壁
３ 曝気部
４ 汚泥取出部
５、４６ ポンプ
６ 循環路
７ 液−気エゼクタ
８ 液−液エゼクタ
９ 下向管
１１、１６ スロート
１２ ノズル
１３ 吸入室
１４ 吸気口
１５ 酸素含有ガス供給路
１７ 吸液口
２１ 最狭部
２２、２３ 拡管部
２５ 汚泥供給路
２６ 流出口
２７ 消化汚泥路
２８ 蓋
２９ 排ガス路
３１ オゾン処理装置
３２ オゾンガス供給路
３３ 汚泥引抜路
３４ 気液混合流体路
３５ 余剰汚泥排出路
３６、３７、３８ バルブ
４４ 反応槽
４５ スプレー
４７ 槽内液循環路
４８ オゾン処理汚泥移送路
５０ 排オゾン処理塔
５１ 排オゾンガス路
５２ 活性炭
５３ 処理ガス路
５５ 湿度成分含有ガス供給路[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and an apparatus for aerobic digestion of sludge for aerobic digestion of organic sludge.
[0002]
[Prior art]
As one of the aerobic digestion methods for organic sludge including biological sludge, there is a high-temperature digestion method, which is widely used especially in Europe and the United States. This high-temperature digestion method is a method of decomposing and reducing sludge containing organic components by utilizing the action of high-temperature microorganisms that grow suitably in a high-temperature region of a liquid temperature of 30 to 70 ° C. It has the characteristic that it can be processed with a shorter residence time than decomposition. As a means for maintaining the digestion temperature at a high temperature, a method utilizing the decomposition heat of the sludge to be treated or a method of supplying heat energy from the outside is adopted.
[0003]
In the case of the high-temperature digestion method, the sludge concentration held in the high-temperature digestion tank is often higher than that of a general aeration tank, so that when an ordinary air diffuser is used as the oxygen supply means, it tends to be clogged. A self-suction type underwater impeller system capable of generating fine bubbles and an ejector system are used. However, even when such a type of oxygen supply means is used, the flow path for supplying the oxygen-containing gas, particularly in the vicinity where it is connected to the portion where sludge exists, is likely to be clogged. In the underwater impeller system, the air flow path is usually composed of a straight pipe open to the outside of the digestion tank, so cleaning is relatively easy.However, in the case of an ejector, a curved part is provided in the air supply pipe. Usually, it has to be provided, and cleaning is particularly difficult.
[0004]
In order to increase the digestibility of sludge in aerobic digestion, the sludge is pulled out of the digestion tank and reformed such as ozone treatment to reform the sludge to be easily biodegradable, and then returned to the digestion tank. ing.
In the aerobic digestion combined with such a reforming treatment, the foaming property of the modified sludge is strong, and a foaming substance may be produced in the process of decomposing the modified sludge. For this purpose, it is necessary to increase the amount of air diffusion as compared with the case where the reforming treatment is not performed, so that foaming in the digestion tank becomes severe. For this reason, the appearance of the apparatus is impaired, cleaning time is increased, and in severe cases, sludge necessary for biological reaction flows out of the digestion tank together with foam.
[0005]
Such foaming is particularly remarkable in the case of a high-temperature aerobic digester in which the liquid temperature of the digester is 30 to 70 ° C. It is conceivable to add an antifoaming agent to suppress foaming.However, the use of an antifoaming agent is inefficient because it reduces the oxygen dissolving efficiency. Therefore, the processing performance may be deteriorated.
[0006]
As a result of investigating the cause of the blockage, the inventors found that sludge droplets adhered to the walls of the flow path supplying the oxygen-containing gas, and were concentrated and firmly fixed by the low humidity of the oxygen-containing gas and the high temperature of the aerobic digestion tank. Then, they gradually closed the flow path, and eventually found that it was impossible to supply a sufficient oxygen-containing gas, and completed the present invention.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a method and an apparatus for aerobic digestion of sludge which can prevent a flow path for supplying an oxygen-containing gas from being clogged and can perform digestion stably and efficiently for a long period of time.
Another object of the present invention is to prevent clogging of a flow path for supplying an oxygen-containing gas, perform digestion stably and efficiently for a long period of time, and improve digestion efficiency of sludge for efficient digestion. It is an object of the present invention to provide a method and an apparatus for aerobic digestion of sludge which can be performed.
Still another object of the present invention is to prevent clogging of a flow path for supplying an oxygen-containing gas, to perform digestion stably and efficiently for a long period of time, to improve digestion efficiency of sludge, and to suppress foaming. It is an object of the present invention to provide a method and an apparatus for aerobic digestion of sludge which can efficiently digest the sludge.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
That is, the present invention is the following aerobic digestion treatment method and apparatus for sludge.
(1) In an aerobic digestion tank, organic sludge including biological sludge is aerobically digested with supplied oxygen-containing gas,
The sludge in the aerobic digestion tank is taken out and pumped to the aerobic digestion tank by a pump through the circulation path,
The oxygen-containing gas humidified by the humidity component-containing gas is sucked by the liquid-gas ejector and mixed with the circulating sludge pumped from the circulation path to form a gas-liquid multiphase flow,
The gas-liquid multiphase flow formed by the liquid-gas ejector is passed in a downward flow toward the bottom of the aerobic digestion tank by a downward pipe.
Aerobic digestion of sludge.
(2) A part of the sludge in the aerobic digestion tank is withdrawn, and the extracted sludge is reformed to be easily biodegradable in a reforming treatment apparatus.
The method according to the above (1), wherein the sludge reformed by the reforming treatment apparatus is returned to the aerobic digestion tank.
(3) The liquid-liquid ejector uses the gas-liquid mixed-phase flow discharged from the liquid-gas ejector to suck the sludge in the upper part of the digestion tank, mixes the sludge with the gas-liquid mixed-phase flow, and introduces the sludge into the downward pipe. The method according to (1) or (2).
(4) The method according to any one of the above (1) to (3), wherein the aerobic digestion is a high-temperature aerobic digestion in which organic sludge is biologically treated at a high liquid temperature of 30 to 70 ° C.
(5) The above (1) to (4), wherein the oxygen-containing gas is humidified by adding one or more humidity component-containing gas selected from a gas generated by the reforming process and a gas containing another humidity component to the oxygen-containing gas. The method according to any of the above.
(6) The method according to any one of the above (1) to (5), wherein the reforming treatment is an ozone treatment.
(7) The oxygen concentration in the oxygen-containing gas is 30 to 100 vol%, and the supply amount of the oxygen-containing gas is 1 m in the aerobic digestion tank. 3 0.1-0.4Nm per 3 / H, the method according to any one of the above (1) to (6).
(8) an aerobic digestion tank for introducing organic sludge including biological sludge and aerobically biologically processing the supplied oxygen-containing gas;
A circulation path having a pump for removing sludge from the aerobic digestion tank and pumping the sludge to the aerobic digestion tank;
A liquid-gas ejector that inhales the oxygen-containing gas and mixes with the circulating sludge pumped from the circulation path to form a gas-liquid multiphase flow;
An oxygen-containing gas supply path for supplying an oxygen-containing gas to the liquid-gas ejector;
Humidifying means for humidifying the oxygen-containing gas with the humidity component-containing gas,
A downward pipe extending toward the bottom of the aerobic digester so as to pass a gas-liquid multiphase flow formed by the liquid-gas ejector in a downward flow;
An aerobic digestion treatment device for sludge equipped with:
(9) a reforming treatment device for extracting a part of the sludge in the aerobic digestion tank and reforming the extracted sludge to be easily biodegradable;
A reformed sludge transfer path that returns the reformed sludge that has been reformed by the reformer to the aerobic digestion tank
The device according to the above (8), further comprising:
(10) Utilizing a gas-liquid mixed phase flow discharged from a liquid-gas ejector to inhale sludge in the upper part of the digestion tank, provided to be submerged so as to be mixed with the gas-liquid mixed phase flow, and connected to a downward pipe Liquid-liquid ejector
The device according to the above (8) or (9), further comprising:
(11) The apparatus according to any one of (8) to (10), wherein the aerobic digestion tank is a high-temperature aerobic digestion tank for biologically treating organic sludge at a liquid temperature of 30 to 70 ° C.
(12) The humidifying unit humidifies the oxygen-containing gas by adding at least one humidity component-containing gas selected from a gas generated by the reforming process and a gas containing another humidity component to the oxygen-containing gas. The device according to any one of (8) to (11).
(13) The apparatus according to any one of the above (9) to (12), wherein the reforming treatment device is an ozone treatment device.
(14) The apparatus according to the above (13), wherein the humidifying means humidifies the oxygen-containing gas by adding the ozone-treated exhaust gas obtained from the ozone treatment apparatus to the oxygen-containing gas.
[0009]
The organic sludge to be treated in the aerobic digestion treatment method and apparatus of the present invention is an organic sludge containing biological sludge, and a sludge containing biological sludge as a main component is preferable. And / or may contain an inorganic substance. Biological sludge includes sludge generated by biological treatment of organic wastewater such as sewage, human waste, and industrial wastewater, and includes activated sludge and digested sludge. Organic sludge is sludge containing such biological sludge, and may be mixed sludge with other organic or inorganic sludge such as sedimentation sludge such as sewage in addition to biological sludge. Such sludge includes not only slurry sludge generated by water treatment or the like but also dewatered cake obtained by dewatering the sludge.
[0010]
In the present invention, the organic sludge containing such biological sludge is introduced into the aerobic digestion tank, and is subjected to aerobic biological digestion by the supplied oxygen-containing gas, and the sludge in the aerobic digestion tank is taken out and taken out from the circulation path. Through a pump to the aerobic digestion tank, the oxygen-containing gas humidified by the humidity component-containing gas is sucked by the liquid-gas ejector, and mixed with the circulating sludge pumped from the circulation path to form a gas-liquid multiphase flow. Then, the gas-liquid multiphase flow formed by the liquid-gas ejector is passed downflow toward the bottom of the aerobic digestion tank by a cylindrical downward pipe to perform aerobic digestion of sludge. In this case, a part of the sludge in the aerobic digestion tank is withdrawn, the extracted sludge is reformed to be easily biodegradable in a reforming treatment apparatus such as an ozone treatment apparatus, and the reformed sludge is converted into an aerobic digestion tank. Can be supplied and aerobic digested. At this time, a gas generated by a reforming process such as an ozone-treated exhaust gas, and a humidity component-containing gas such as a gas containing other humidity components are added to the oxygen-containing gas, the oxygen-containing gas is humidified, and the humidified oxygen-containing gas is discharged. It can be supplied to a liquid-gas ejector.
[0011]
The aerobic digestion tank (hereinafter, sometimes simply referred to as digestion tank) constituting the aerobic digestion treatment apparatus of the present invention introduces the above-mentioned organic sludge as sludge to be treated and supplies oxygen-containing gas to the aerobic digestion tank. This is a digestion tank for biological treatment, and is provided with a liquid-gas ejector and a downward pipe described later as means for efficiently dissolving the oxygen-containing gas. As the oxygen-containing gas, air, oxygen-rich air, ozone-containing gas, exhausted ozone gas, and other oxygen-containing gases can be used.
[0012]
The digester is preferably a high-temperature digester for biologically treating organic sludge at a liquid temperature of 30 to 70C, preferably 50 to 60C. Even in this case, according to the apparatus of the present invention, the humidified oxygen-containing gas is sucked by the liquid-gas ejector, thereby preventing the oxygen-containing gas supply path for supplying the oxygen-containing gas from being blocked, thereby efficiently performing aerobic treatment. Can be processed.
[0013]
Aerobic digestion requires oxygen and is usually aerated with air. However, since the oxygen concentration in the air is about 21% by volume, efficiency is poor and heat is often taken out. For this reason, it is preferable to use an oxygen-rich gas (particularly, pure oxygen) from the viewpoints of heat retention and ventilation costs. However, when an oxygen-rich gas is used, carbon dioxide generated by digestion cannot be discharged, so that the digestive activity is reduced. For this reason, in order to secure a ventilation amount capable of releasing carbon dioxide gas, it is preferable to supply air necessary for releasing carbon dioxide gas to the digestion tank together with the oxygen-rich gas to perform aeration. As the oxygen-containing gas, oxygen-added air having an increased oxygen concentration in the air can be used. The oxygen concentration of the oxygen-containing gas can be 50% by volume or more, preferably 70% by volume or more. Specifically, the liquid in the digestion tank can be circulated, and oxygen-rich gas and air can be mixed into the circulated liquid and supplied to the digestion tank to perform aeration. In this case, it is preferable to measure the pH of the digested sludge in the digestion tank and control the amount of air mixed therein so as to maintain the pH at 6 to 8, preferably 6.5 to 7.7, since the control becomes simple, which is preferable.
[0014]
The digestion tank is provided with a circulation path having a pump for removing sludge (liquid in the tank) and pumping the sludge to the digestion tank. The circulation sludge pumped from the circulation path is mixed with the humidified oxygen-containing gas to form a gas-liquid mixture. A liquid-gas ejector for forming a multiphase flow is provided.
The liquid-gas ejector is provided at the discharge end of the circulation path so as to form a gas-liquid multiphase flow by inhaling the humidified oxygen-containing gas, and makes the throat end rush into the sludge in the aerobic digestion tank. It is preferable to provide a gas-liquid mixed phase flow into the sludge. In this case, the sludge in the upper part of the digestion tank is sucked by using the gas-liquid mixed-phase flow discharged from the liquid-gas ejector, is provided submerged so as to be mixed with the gas-liquid mixed-phase flow, and is connected to the downward pipe. It is preferable to provide a liquid-liquid ejector provided. The dissolution rate of the oxygen-containing gas can be further improved by providing the liquid-liquid ejector.
[0015]
The liquid-gas ejector sucks the humidified oxygen-containing gas supplied from the oxygen-containing gas supply path, mixes with the sludge circulating in the circulation path, and disperses the liquid-gas in the sludge as fine bubbles. By using the throat of the ejector as the nozzle of the liquid-liquid ejector, a large amount of sludge at the upper part of the digestion tank can be sucked and mixed by using the momentum of the gas-liquid multiphase flow discharged from the throat of the liquid-gas ejector. it can. When the oxygen-containing gas is sucked into the circulating sludge using the liquid-gas ejector, the power of the circulating sludge and the power of the sucked oxygen-containing gas are combined to form a strong gas-liquid multi-phase flow. When the stream is directly ejected from the throat of the liquid-gas ejector to the directly connected liquid-liquid ejector, the sludge can be sucked in using the momentum of the gas-liquid mixed phase flow immediately after generation.
[0016]
When a liquid-liquid ejector is provided, a large amount of sludge can be sucked by sucking the sludge using the force of the gas-liquid mixed-phase flow, and the bubbles are further subdivided using the force of the sucked sludge. Can be. Even if the bubbles are subdivided in this way, the bubbles are likely to coalesce under gentle stirring.However, when the bubbles are passed through the cylindrical downward pipe in a downward flow, the sludge is directed in a direction opposite to the gas-liquid rising force. As a result, the bubbles are vigorously stirred, preventing coalescence and increasing the solubility of oxygen.
[0017]
The liquid-gas ejector is preferably provided at the end of the circulation path, particularly above the liquid level in the digestion tank, particularly in the aeration section, such that the end of the throat protrudes below the liquid level. The liquid-gas ejector is formed at a nozzle provided at the end of the circulation path, a suction chamber provided to surround the nozzle, an air inlet opening to the suction chamber, and a projection at the tip of the suction chamber, which protrudes into the liquid surface. And a throat.
The liquid-liquid ejector has a throat of the liquid-gas ejector as a nozzle, and can be constituted by a throat provided in the sludge so as to face the nozzle, and a liquid suction port formed between the nozzle and the throat.
[0018]
The liquid-gas ejector is a liquid-gas ejector that inhales gas by injecting sludge, and the liquid-liquid ejector is a liquid-liquid ejector that inhales sludge by injecting sludge. It is preferable that the nozzle of the liquid-gas ejector is provided on a straight line in the vertical direction so as to face the throat because the momentum of the circulating sludge is not reduced. It is preferable that the throat of the liquid-gas ejector, that is, the nozzle of the liquid-liquid ejector is also provided on a vertical straight line so as to face the throat of the liquid-liquid ejector, since the force of the gas-liquid multiphase flow is not reduced. It is preferable to open the throat of the liquid-gas ejector in a tubular state without squeezing the tip because the force of the gas-liquid multiphase flow is not reduced. It is preferable that the throat of the liquid-liquid ejector is one in which the middle part is restricted and the suction side and the discharge side are expanded. The discharge side is connected with a downwardly extending pipe having an expanded diameter so as to open to the bottom of the digestion tank.
[0019]
When the diameter of the nozzle of the liquid-gas ejector is D1, the diameter of the throat of the liquid-gas ejector (the nozzle of the liquid-liquid ejector) is D2, and the diameter of the throat (the narrowest portion) of the liquid-liquid ejector is D3, D1 When /D2=0.5 to 0.8 and D2 / D3 = 0.4 to 0.7, the respective oxygen-containing gas and sludge suction amounts are large, which is preferable. The length of the throat of the liquid-gas ejector is preferably 4 to 10 times the diameter, because the momentum of the gas-liquid multiphase flow can be maintained and the amount of oxygen-containing gas and sludge sucked can be increased. Further, it is preferable that the length of the throat portion (the narrowest portion) of the liquid-liquid ejector is 5 to 15 times its diameter, because pressure loss can be reduced and bubbles can be made finer.
[0020]
The liquid-gas ejector can also be provided such that one end is connected to the circulation path and the other end is connected to the downward pipe. In this case, the gas-liquid multiphase flow formed by the liquid-gas ejector is jetted to the downward pipe without passing through the liquid-liquid ejector.
[0021]
In the apparatus of the present invention, it is preferable that the sludge is taken out of the digestion tank by a pump and fed through a circulation path. The digestion tank is configured to perform the above-described aeration. However, it is preferable that the digestion tank is divided into an aeration section and a sludge removal section by a partition wall, and the circulation path is configured to circulate the sludge from the sludge removal section to the aeration section. It is preferable to provide an outlet (digestion sludge passage) at a position lower than the partition wall so that the sludge can flow out due to the head difference from the aeration unit in the sludge removal unit, because air bubbles on the upper surface of the aeration unit can be discharged together with the digestion sludge. In addition, when the upper surface of the digestion tank including the aeration unit and the sludge removal unit is covered with a lid including the liquid-gas ejector to have a substantially sealed structure, bubbles can be discharged using the pressure of the inhaled oxygen-containing gas. It is preferred. When the digestion sludge passage is provided below the liquid level, it is necessary to separately provide an exhaust gas passage. It is preferable to provide a defoaming device near the exhaust gas path to prevent the outflow of bubbles into the exhaust gas path. As the defoaming device, a device using turbine blades or the like can be used.
The sludge digested in the digestion tank should be pulled out from the digestion sludge path or the excess sludge discharge path and discarded, or solid-liquid separated by a centrifuge or the like and the supernatant water should be discarded, and the concentrated sludge returned to the digestion tank. Can be. By returning the solid-liquid separated concentrated sludge to the digestion tank, the residence time of the sludge can be extended, and the sludge decomposition rate can be increased.
[0022]
The oxygen-containing gas sucked into the liquid-gas ejector is an oxygen-containing gas humidified by the humidity component-containing gas. In order to humidify the oxygen-containing gas, it is necessary to add one or more humidity component-containing gases selected from a gas generated by the reforming process and a gas containing another humidity component to the oxygen-containing gas to humidify the oxygen-containing gas. it can.
As such a humidifying means, for example, a humidifier for introducing and mixing an oxygen-containing gas and a humidity-containing gas and humidifying the same can be used. Humidification can also be achieved by supplying a gas and mixing it with an oxygen-containing gas.
As the humidity component-containing gas, a gas having the same temperature as the digester tank temperature (preferably 30 ° C. to 70 ° C.) is used as far as the gas temperature of the digester tank does not hinder the control of the digester tank temperature. A gas having a relative humidity of 70% or more, preferably 90% or more at the gas temperature can be used because it can be supplied to a gas ejector. Examples of such a humidity component-containing gas include a gas generated by a reforming process, particularly an ozone-treated exhaust gas obtained from an ozone treatment device, a gas containing other humidity components, and the like, and may be steam. The supply amount of the humidity-containing gas for humidification is such that the supply ratio of the oxygen-containing gas: the volume ratio of the humidity-containing gas is in the range of 1: 1 to 10: 1, preferably 1: 1 to 5: 1, It is desirable that the amount be such that air supply is not hindered. However, the volume ratio is not limited to the case where the humidity component-containing gas already contains the amount of oxygen required in the digestion tank.
[0023]
In the above case, a part of the sludge in the digestion tank is withdrawn, and a reforming treatment apparatus for reforming the extracted sludge to be easily biodegradable is provided. And the gas generated by the reforming process can be supplied to the humidity component-containing gas supply path as a humidifying gas. When supplying the humidity component-containing gas for humidification, it is possible to continuously or intermittently supply the amount of the humidity component-containing gas which is the above-mentioned supply amount and does not hinder the supply of the oxygen-containing gas. When an ozone treatment device is provided as the reforming treatment device, the exhaust ozone gas generated by the ozone treatment comes into contact with the sludge and has a high humidity. Therefore, it is preferable to use the exhaust ozone gas as a humidifying gas. In this case, when the amount of oxygen required in the digestion tank can be sufficiently covered by the oxygen in the exhausted ozone gas, the exhausted ozone gas can serve as both the humidifying gas and the oxygen-containing gas.
[0024]
As the reforming treatment device, any device can be adopted as long as it is a device that modifies the drawn sludge into biodegradable by adding a chemical and / or energy. For example, a reforming treatment device by ozone treatment (ozone treatment device), a reforming treatment device by hydrogen peroxide treatment, a reforming treatment device by acid treatment, a reforming treatment device by alkali treatment, a reforming treatment device by heat treatment, a high pressure A grinding treatment device using a pulse discharge treatment device, a mill such as a ball mill or a colloid mill, or a modification treatment device combining these devices can be employed. As the reforming treatment device, an ozone treatment device is preferable because the treatment operation is simple, the treatment efficiency is high, and the exhausted ozone gas can be used as an oxygen-containing gas to be supplied to a liquid-gas ejector.
[0025]
As the ozone treatment device, a device capable of contacting the extracted sludge withdrawn from the digestion tank with ozone for ozone treatment can be used. Sludge is reformed to be easily biodegradable by the oxidizing action of ozone. When the ozone treatment is performed in an acidic region having a pH of 5 or less, the efficiency of oxidative decomposition increases. At this time, the pH is preferably adjusted by adding an inorganic acid such as sulfuric acid, hydrochloric acid or nitric acid as a pH adjuster. When adding a pH adjuster, it is preferable to adjust pH to 3-4.
[0026]
The ozone treatment can be carried out by adjusting the pH of the extracted sludge as it is or as necessary after concentrating it with a centrifugal separator or the like to 5 or less, and bringing it into contact with ozone. As a contact method, a method of introducing sludge into the ozone treatment tank and blowing ozone, a method of mechanical stirring, a method of using a packed bed, and the like can be adopted. As the ozone gas, an ozone-containing gas such as ozonized oxygen and ozonized air can be used. The use of ozone is desirably 0.1 to 10% by weight, preferably 1.5 to 5% by weight, based on the sludge solid to be treated. The biological sludge is oxidatively decomposed by the ozone treatment and is converted into a BOD component.
[0027]
As the hydrogen peroxide treatment device as the reforming treatment, a device capable of guiding the extracted sludge to the reforming treatment tank, mixing the hydrogen peroxide, and performing the reforming treatment can be used. The amount of hydrogen peroxide used is 0.001-0.2 g-H 2 O 2 / G-SS. At this time, an acid such as hydrochloric acid is preferably added to the extracted sludge to adjust the pH to 3 to 5. In this case, the amount of hydrogen peroxide used is 0.001 to 0.07 g-H. 2 O 2 / G-SS. In order to promote the reaction, heating or a catalyst such as ferrous ion may be added.
[0028]
As the acid treatment device as the reforming treatment, the extracted sludge is led to the reforming treatment tank, and a mineral acid such as hydrochloric acid or sulfuric acid is added, and the sludge is kept for a predetermined time under acidic conditions of pH 2.5 or less, preferably pH 1 to 2. A device that can be reformed with water is available. The residence time is, for example, 5 to 24 hours. At this time, it is preferable to heat the sludge, for example, to 50 to 100 ° C., since the reforming is promoted.
[0029]
As an alkali treatment apparatus as a reforming treatment method, a drawn sludge is led to a reforming treatment tank, and an alkali such as sodium hydroxide and potassium hydroxide is added to the sludge in an amount of 0.1 to 1% by weight and allowed to stay for a predetermined time. A device that can be reformed with water is available. The residence time is about 0.5 to 2 hours, and the sludge is reformed to be easily biodegradable. At this time, it is preferable to heat the sludge, for example, to 50 to 100 ° C. because the reforming is promoted.
[0030]
As the heat treatment device as the reforming treatment method, a device that performs only the heat treatment can be used, but it is preferable to use a device that can be performed in combination with the acid treatment or the alkali treatment. When the heat treatment is performed alone, for example, the temperature can be 70 to 100 ° C. and the residence time can be 2 to 3 hours.
[0031]
The high-voltage pulse discharge treatment apparatus has sludge between a positive electrode of tungsten / thorium alloy or the like having an electrode interval of 3 to 10 mm, preferably 4 to 8 mm, and a negative electrode of stainless steel or the like. A device capable of performing pulse discharge at preferably 20 to 40 kV and a pulse interval of 20 to 80 Hz, preferably 40 to 60 Hz, and capable of reforming sludge while circulating it sequentially can be used.
[0032]
The modified sludge thus modified to be easily biodegradable is returned to the digestion tank, subjected to aerobic biological treatment, and assimilated by microorganisms and decomposed. Thereby, the digestibility of sludge can be improved. After the reformed sludge is supplied to the oxygen-containing gas supply path and used for humidification of the oxygen-containing gas, a part or the entire amount may be returned from the liquid-gas ejector to the digestion tank, but is used as a liquid for humidification. It is preferable to perform aerobic biological treatment by returning a part or the whole amount to the digestion tank without any treatment.
When the ozone treatment is performed as the reforming treatment, a mixed fluid of the ozone-treated ozone-containing gas and the sludge can be supplied as a humidified oxygen-containing gas from the oxygen-containing gas supply path to the liquid-gas ejector. It is preferable that the sludge is returned to the digestion tank, and the waste ozone gas is separated and used for humidification of the oxygen-containing gas because the ozone-treated sludge does not contaminate the liquid-gas ejector. In this case, since the exhausted ozone gas can be used as the oxygen-containing gas, the device for decomposing the exhausted ozone gas is not required, which is advantageous.
[0033]
By humidifying the oxygen-containing gas supplied to the liquid-gas ejector, the cleaning frequency can be extended. This is because the humidified oxygen-containing gas can prevent the sludge droplets attached to the inner surface of the oxygen-containing gas supply pipe from being heated to a high temperature and dried and solidified.
[0034]
When the reformed sludge is supplied to the liquid-gas ejector or returned to the digestion tank, particularly when the digestion tank is a high-temperature digestion tank, foaming in the digestion tank may become severe. In this case, an oxygen-containing gas having an oxygen concentration of 30 to 100% by volume, preferably 50 to 100% by volume is used as the oxygen-containing gas sucked from the liquid-gas ejector, and the supply amount of the oxygen-containing gas is 1 m in the digestion tank. 3 0.1-0.4Nm per 3 / H, preferably 0.2 to 0.4 Nm 3 By controlling so as to be / h, the aerobic treatment can be efficiently performed in a state where the foaming is suppressed and the dissolved oxygen concentration necessary for the aerobic treatment is maintained.
[0035]
The control of the supply amount of the oxygen-containing gas can be performed by a method such as a method of adjusting the opening degree of a valve provided in the oxygen-containing gas supply path, a method of adjusting the pumping pressure or the circulation flow rate of a pump provided in the circulation path, or the like. it can. Usually, even if the oxygen-containing gas having the above-mentioned oxygen concentration is supplied to the digestion tank at the above-mentioned supply amount, the dissolved oxygen becomes zero and the aerobic treatment by the microorganisms is not performed, but in the present invention, the down-tube type liquid-gas Since the ejector is used, the oxygen-containing gas can be efficiently dissolved, and thus the aerobic treatment can be performed efficiently while maintaining the dissolved oxygen concentration necessary for the aerobic treatment even when the supply amount is reduced. be able to.
[0036]
In the digestion treatment apparatus of the present invention, the pump is driven to take out the sludge from the digestion tank, preferably from the sludge take-out section, and circulate through the circulation path to the preferably aeration section of the digestion tank. The oxygen-containing gas is injected into the throat through the suction chamber, and the humidified oxygen-containing gas is sucked from the suction port by the suction force at this time to generate a gas-liquid multiphase flow, and is discharged from the throat. At this time, the gas-liquid mixed-phase flow is preferably injected toward the throat of the liquid-liquid ejector, and the sludge in the upper part of the digestion tank is sucked from the liquid suction port using the momentum, and mixed with the gas-liquid mixed-phase flow. The bubbles are subdivided to dissolve the oxygen. The mixed stream discharged from the throat of the liquid-liquid ejector further passes through the downward pipe in a downward flow, and uses the rising force of the bubbles to discharge the bubbles into the digestion tank in a fragmented state. The bubbles dissolve in the sludge while ascending in the digestion tank, enter the sludge extraction section as bubbles from the liquid level, and flow out of the outflow section together with the digested sludge. The digested sludge passage from which the digested sludge containing foam flows out has no liquid seal portion at the outlet thereof, or the liquid seal depth does not prevent the gas (bubbles) from being discharged from the digestion tank. In the case where the exit port is provided below the water surface, it is necessary to separately provide an exhaust gas passage. In this case, the foam accumulates in the digester and forms a layer of foam on the water surface. As the thickness of the foam layer increases, the foam is destroyed by its own weight, so that the foam layer thickness reaches a steady state at a certain value. Therefore, it is possible to prevent bubbles from flowing out into the exhaust gas path by sufficiently setting the space height above the water surface.However, in the vicinity of the exhaust gas path, a defoaming device is provided to prevent bubbles from flowing into the exhaust gas path. It is also preferable. Even if the above treatment is continuously performed for a long time, the humidified oxygen-containing gas is used as the oxygen-containing gas, so that clogging due to solidification of sludge can be suppressed.
[0037]
In the digestion treatment apparatus of the present invention, a liquid-gas ejector is provided at the end of the circulation path to generate a gas-liquid multiphase flow, and the discharged flow is preferably directly injected into the liquid-liquid ejector to inhale sludge at the upper part of the digestion tank. Therefore, the pressure loss is small, and a large amount of sludge can be sucked and mixed by using the force of the gas-liquid multiphase flow to dissolve oxygen. Thereby, the energy consumption rate is low, and the oxygen-containing gas can be efficiently dissolved in the sludge. Therefore, when foaming due to the reformed sludge is severe, by controlling the concentration and supply amount of the oxygen-containing gas in the above range, the supply amount of the oxygen-containing gas is reduced, foaming is suppressed, and the dissolved oxygen concentration is maintained. Aerobic digestion can be performed efficiently.
[0038]
【The invention's effect】
The method and apparatus for aerobic digestion of sludge of the present invention are provided with a liquid-gas ejector and a downcomer pipe, and the liquid-gas ejector is configured to be supplied with an oxygen-containing gas humidified by a humidity component-containing gas. Therefore, the blockage of the flow path for supplying the oxygen-containing gas can be prevented, and aerobic digestion can be performed stably and efficiently for a long period of time.
Further, the method and apparatus for aerobic digestion of sludge according to the present invention include a liquid-gas ejector, a downcomer pipe, and a reformer, and the liquid-gas ejector is supplied with an oxygen-containing gas humidified by a humidity component-containing gas. By configuring so that the blockage of the flow path for supplying the oxygen-containing gas is prevented, the aerobic digestion can be performed stably and efficiently for a long period of time, and the digestion rate of sludge is improved, and the efficiency is improved. Aerobic digestion can be performed.
Further, the method and apparatus for aerobic digestion of sludge of the present invention include a liquid-gas ejector, a downcomer pipe, and a reforming treatment apparatus, and the liquid-gas ejector is supplied with an oxygen-containing gas humidified by a humidity component-containing gas. By configuring so that the oxygen content is controlled to supply a specific oxygen-containing gas in a specific amount, the blockage of the flow path for supplying the oxygen-containing gas is prevented, and the oxygen content is stably and efficiently provided for a long time. Aerobic digestion can be performed, the digestion rate of sludge can be improved, and foaming can be suppressed to efficiently perform aerobic digestion.
In the above-described aerobic digestion treatment method and apparatus, by humidifying the oxygen-containing gas with the humidity component-containing gas, control is easier than in the case of humidifying with a liquid, and the humidification efficiency is high. Also, the liquid-gas ejector is less contaminated than when humidified by sludge or the like. In the case of humidification by the gas generated by the reforming process, particularly the ozone-treated exhaust gas obtained from the ozone treatment device, the exhaust gas such as the exhausted ozone gas can be used as the oxygen-containing gas, and the device for decomposing the exhaust gas such as the exhausted ozone gas becomes unnecessary. Is advantageous.
[0039]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
FIG. 1 is a system diagram of an aerobic digestion treatment apparatus according to an embodiment, in which extracted sludge is ozone-treated, and an ozone-treated exhaust gas is used as a humidity component-containing gas.
[0040]
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a digestion tank, which is divided by a partition wall 2 into an aeration unit 3 and a sludge extraction unit 4, and a circulation path 6 having a pump 5 extends from the bottom of the sludge extraction unit 4 to the top of the aeration unit 3. I'm in contact. A liquid-gas ejector 7, a liquid-liquid ejector 8, and a cylindrical downward pipe 9 are provided at the discharge end of the circulation path 6 so as to be directly connected vertically downward.
[0041]
The liquid-gas ejector 7 is provided at the end of the circulation path 6 above the liquid level of the aeration unit 3 of the digestion tank 1 so that the tip of the throat 11 protrudes below the liquid level. The liquid-gas ejector 7 includes a nozzle 12 provided at an end of the circulation path 6, a suction chamber 13 provided to surround the nozzle 12, an intake port 14 opening to the suction chamber 13, and a liquid A throat 11 is formed so as to protrude from the surface, and an oxygen-containing gas supply path 15 is connected to the intake port 14.
The liquid-liquid ejector 8 uses the throat 11 of the liquid-gas ejector 7 as a nozzle, and a throat 16 provided in the sludge so as to face the nozzle, and a liquid suction port 17 formed between the nozzle (11) and the throat 16. It is composed of
[0042]
The liquid-gas ejector 7 is configured to inhale the oxygen-containing gas by injecting the circulating sludge, and the liquid-liquid ejector 8 is configured to inhale the sludge in the upper part of the digestion tank 1 by injecting the gas-liquid multiphase flow. It is configured. The nozzle 12 of the liquid-gas ejector 7 is provided on a vertical straight line so as to face the throat 11 so as not to reduce the momentum of the circulating sludge. The throat 11 of the liquid-gas ejector 7 (that is, the nozzle of the liquid-liquid ejector 8) is also provided on the vertical straight line so as to face the throat 16, so as not to reduce the force of the gas-liquid multiphase flow. . The throat 11 of the liquid-gas ejector 7 is opened in a tubular state without narrowing its tip so that the force of the gas-liquid multiphase flow is not reduced. The throat 16 of the liquid-liquid ejector 8 has a narrowest portion 21 formed at an intermediate portion, and expanded portions 22 and 23 formed at a suction side and a discharge side. The expanded pipe 23 is connected to the discharge side of the expanded pipe 23 so as to open to the bottom of the digestion tank 1.
[0043]
The sludge supply path 25 is in communication with the aeration unit 3. In addition, an outlet 26 is provided at the upper part of the sludge take-out part 4 and opens at a position slightly lower than the upper end of the partition wall 2 and communicates with a digested sludge passage 27. The digestion tank 1 is provided with a lid 28 at the top, and has a substantially sealed structure. An exhaust gas path 29 is provided in the lid 28.
[0044]
Reference numeral 31 denotes an ozone treatment device, which communicates with an ozone gas supply path 32 and a sludge extraction path 33 from below the aeration unit 3. The ozone treatment apparatus 31 has a spray 45 for defoaming in the upper part of the reaction tank 44, and a liquid circulation path 47 in a tank having a pump 46 is connected to the spray 45, and the sludge in the reaction tank 44 is pumped by the pump 46. It is configured to spray from the spray 45 through the in-tank liquid circulation path 47 and perform ozone treatment while defoaming. An ozonized sludge transfer passage 48 is connected to a lower portion of the reaction tank 44, and is configured to return the ozonized sludge to the aeration unit 3 via the sludge supply passage 25. Further, an exhaust ozone gas passage 51 is connected to the oxygen-containing gas supply passage 15 from the top of the reaction tank 44 so as to supply the ozone-treated exhaust gas as a humidity component-containing gas. Further, an air supply path 57 is connected to the oxygen-containing gas supply path 15, and the supply amount is adjusted by a valve 58 to supply air to the oxygen-containing gas. Reference numeral 35 denotes an excess sludge discharge passage, and reference numerals 36, 37, and 38 denote valves.
[0045]
In the aerobic digestion treatment apparatus of FIG. 1, the pump 5 is driven to take out sludge from the sludge take-out section 4 and circulate through the circulation path 6 to the aeration section 3 of the digestion tank 1. The humidified oxygen-containing gas is injected from the oxygen-containing gas supply passage 15 through the intake port 14 to generate a gas-liquid multiphase flow, and is discharged from the throat 11 through the suction chamber 13. Is done. At this time, the gas-liquid multi-phase flow is injected toward the throat 16 of the liquid-liquid ejector 8, so that the sludge in the upper part of the digestion tank 1 is sucked from the liquid suction port 17 by using the momentum and mixed with the gas-liquid multi-phase flow. To break up the bubbles to dissolve the oxygen-containing gas. The mixed flow discharged from the throat 11 of the liquid-liquid ejector 8 further passes downwardly through the downward pipe 9 to vigorously agitate the bubbles by utilizing the rising force of the bubbles, and the mixture flows downward in a state where the bubbles are fragmented. It is discharged into the digester 1 from the end of the counter tube 9. The bubbles dissolve in the sludge while rising in the digestion tank 1 and flow from the liquid surface as bubbles along with the sludge through the partition 2 to the sludge take-out section 4. In the sludge take-out section 4, digested sludge near the liquid surface flows out of the outflow section 26 through the digested sludge passage 27 together with bubbles. It is preferable that the sludge in the aeration unit 3 is maintained at 30 to 70 ° C. and subjected to high-temperature digestion.
[0046]
It is preferable that the digestion sludge passage 27 does not have a liquid seal portion at the outlet thereof, or the depth of the liquid seal portion is limited to a range that does not hinder the discharge of gas (bubbles) in the digestion tank 1. In this case, since the entire upper portion of the digestion tank 1 is covered with the lid 28 and is in a substantially sealed state, the gas is drawn into the pressurized state, and the discharge of bubbles is promoted.
Raw mud (sludge to be treated) is introduced into the aeration unit 3 from the sludge supply passage 25. The sludge in the digestion tank 1 is aerated by the inhaled oxygen-containing gas, and oxidized components such as organic substances are oxidized and decomposed by the action of microorganisms.
[0047]
Ozone treatment of sludge is performed in parallel with the aeration treatment. That is, the sludge (liquid in the tank) is drawn out from the sludge extraction passage 33 into the ozone treatment device 31, and the extracted sludge is brought into contact with the ozone gas supplied from the ozone gas supply passage 32 to perform ozone treatment, thereby converting the extracted sludge into easily biodegradable. Qualify. At this time, in the ozone treatment device 31, the liquid in the tank is sprayed from the spray 45, and the ozone treatment is performed while defoaming. The ozone-treated sludge from which the exhausted ozone gas has been separated is taken out from the ozone-treated sludge transfer passage 48 and returned to the aeration unit 3 via the sludge supply passage 25. The exhausted ozone gas discharged from the ozone treatment device 31 is supplied from the exhausted ozone gas passage 51 to the oxygen-containing gas supply passage 15 to humidify the oxygen-containing gas. Further, air is supplied from the air supply path 57 to the oxygen-containing gas supply path 15, mixed with the oxygen-containing gas, and supplied to the digestion tank 1 for aeration, thereby releasing carbon dioxide gas and maintaining high digestive activity. At this time, the pH of the digested sludge in the digester 1 is measured by a pH meter (not shown), and the opening of the valve 58 is controlled so as to maintain the pH at 6 to 8, preferably 6.5 to 7.7. To adjust the amount of air.
[0048]
When an oxygen-containing gas that has not been humidified as in the prior art is used, the sludge is dried and solidified in the suction chamber 13 so as to be easily clogged. Although the humidified oxygen-containing gas is supplied in the apparatus shown in FIG. 1, the sludge is prevented from drying and solidifying in the vicinity of the suction chamber 13, thereby preventing the passage from clogging and removing the solidified matter. The cleaning interval becomes longer, and the aerobic digestion process can be performed stably and efficiently for a long period of time.
In FIG. 1, the ozone-treated sludge is returned to the digestion tank 1 and is again subjected to aerobic digestion, so that the digestibility of the sludge is improved. The digested sludge is discharged from the digestion sludge passage 27. The discharged sludge is separated into solid and liquid by a centrifuge, a membrane separator, etc., and the supernatant water is discarded, and the concentrated sludge is returned to the digestion tank. This makes it possible to extend the residence time of the sludge and increase the sludge decomposition rate (not shown). When excess sludge is generated, the excess sludge is discharged from the excess sludge discharge passage 35.
[0049]
In the apparatus shown in FIG. 1, a liquid-gas ejector 7 is provided at the end of the circulation path 6 to generate a gas-liquid mixed-phase flow, and the discharged flow is directly injected into the liquid-liquid ejector 8 to suck the sludge at the upper part of the digestion tank 1. Therefore, a large amount of sludge can be sucked and mixed by utilizing the force of the gas-liquid multiphase flow. Furthermore, since the mixed flow flows in the direction opposite to the rising force of the bubbles in the downward pipe 9, the bubbles are strongly stirred, and the oxygen-containing gas can be efficiently dissolved. The oxygen-containing gas dissolves in the sludge while rising from the mixed stream leaving the downcomer pipe 9 containing a large amount of fine bubbles. Thereby, the oxygen-containing gas can be efficiently dissolved in the sludge with a low energy consumption rate.
[0050]
When the foaming in the aeration unit 3 is severe in the apparatus shown in FIG. 1, the oxygen concentration in the gas-liquid mixed fluid sucked from the liquid-gas ejector 7 is 30 to 100 vol%, preferably 50 to 100 vol%, and the oxygen content The gas supply is 1m in volume of the aeration unit 3. 3 0.1-0.4Nm per 3 / H, preferably 0.2 to 0.4 Nm 3 By controlling so as to be / h, foaming can be suppressed and aerobic digestion can be performed efficiently.
[0051]
The oxygen concentration can be adjusted by mixing oxygen supplied from an oxygen generator or a liquefied oxygen cylinder with a gas containing air or another gas other than oxygen at an appropriate ratio. Further, the supply amount can be adjusted by adjusting the opening degree of the valve 37 provided in the oxygen-containing gas supply path 15 or controlling the pumping pressure or the circulation flow rate of the pump 5 provided in the circulation path 6.
[0052]
According to the apparatus shown in FIG. 1, there is an advantage that the oxygen-containing gas is humidified by using the exhausted ozone gas and the digestive activity can be maintained at a high level by releasing the carbon dioxide gas. In the above device, the aeration unit 3 and the sludge take-out unit 4 are covered with the lid 28, but it is also possible to cover only the aeration unit 3 with the lid.
[0053]
FIG. 2 is a system diagram of an aerobic digestion treatment apparatus according to another embodiment, and is an example in the case of using another humidity component-containing gas.
In FIG. 2, a humidity component-containing gas supply path 55 is connected to the oxygen-containing gas supply path 15, and a humidity component-containing gas is supplied to the oxygen-containing gas supply path 15 from outside the system to humidify the oxygen-containing gas. ing.
[0054]
Further, the ozone treatment apparatus 31 is configured such that a waste ozone gas passage 51 is connected to the waste ozone treatment tower 50 from the top of the reaction tank 44, makes contact with the activated carbon 52, decomposes residual ozone, and discharges it from the treatment gas passage 53. ing. Other configurations are the same as those in FIG.
[0055]
In the apparatus of FIG. 2, the humidity component-containing gas is supplied to the oxygen-containing gas supply channel 15 from outside the system through the humidity component-containing gas supply channel 55 to humidify the oxygen-containing gas, and the humidified oxygen-containing gas is supplied from the intake port 14. Supply and aeration process. In the ozone treatment apparatus 31, the exhaust ozone gas is introduced into the exhaust ozone treatment tower 50 from the top of the reaction tank 44 through the exhaust ozone gas path 51 and is brought into contact with the activated carbon 52 to decompose residual ozone, and the processing gas is discharged from the processing gas path 53. I do. Other processes are the same as those in FIG.
According to the apparatus of FIG. 2, since the acidic ozone-treated sludge does not come into contact with the suction chamber 13 and the throat 11, the corrosion of the suction chamber 13 and the throat 11 hardly occurs. There is an advantage that the chamber 13 and the throat 11 can be configured.
[0056]
【Example】
Next, examples of the present invention will be described. Examples and comparative examples were performed under the following common conditions 1) to 4).
1) Type of feed sludge: Centrifugal concentration of excess sludge discharged from a food factory wastewater treatment plant (activated sludge method)
2) Supply sludge concentration: MLSS concentration 35000 to 42000 mg / L
3) Supply sludge amount: 150 L / d is put into digestion tank
4) Digestion tank capacity: 2000L
[0057]
Example 1
The organic sludge was subjected to aerobic digestion by the apparatus shown in FIG. That is, in a high-temperature aerobic digestion tank having a tank volume of 2000 L, excess sludge from a food factory wastewater treatment plant (activated sludge method) was subjected to a high-temperature aerobic digestion treatment at 50 to 60 ° C. 200 mL / min of the liquid in the tank was drawn out with a pump, and was contacted with ozone gas (ozone concentration: 40 mg / Nl) corresponding to 3% by weight of sludge VSS for reforming treatment. The ozone-treated sludge was returned to the digestion tank 1 through the ozone-treated sludge transfer passage 48, and the exhausted ozone gas humidified by the ozone treatment device 31 was supplied to the oxygen-containing gas supply passage 15 through the exhausted ozone gas passage 51. The opening degree of the valve 58 provided in the air supply path 57 is initially manually adjusted so that the total supply amount is 1.2 Nm. 3 / H, a process is performed by suction using a negative pressure generated by a liquid ejector (downward pipe length: 3.5 m, downward pipe diameter: 36 mm, nozzle diameter: 8 mm) so that the pressure is equal to / h. 0.8Nm air supply that is considered necessary to clean 3 / H was measured for 2 days. At this time, the pH of the digester was 6.0. Next, in accordance with the value indicated by the pH meter provided in the digestion tank, control is performed to increase the opening of the valve 58 when the pH is lower than 6.5 and to decrease the opening of the valve 58 when the pH is higher than 6.5. The air supply amount was 1.6 Nm 3 / H, the treatment could be carried out at pH 6.5, which is more favorable for sludge biodegradation.
[0058]
Comparative Example 1:
Except for supplying non-humidified air to the gas-liquid ejector, the same procedure as in Example 1 was performed, and the supply amount of 0.8 Nm is considered necessary to clean the gas-liquid ejector. 3 / H was measured for 24 hours.
[0059]
As can be seen from the above results, Example 1 had a longer time to blockage than Comparative Example 1, and the effect of using the humidified oxygen-containing gas was clear. That is, in Comparative Example 1 in which the oxygen-containing gas that was not humidified was supplied alone, the amount of the oxygen-containing gas decreased in 24 hours, and it was necessary to perform daily cleaning.
[0060]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system diagram of an aerobic digestion treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a system diagram of an aerobic digestion treatment apparatus according to another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 digestion tank
2 partition
3 Aeration unit
4 Sludge removal section
5, 46 pump
6 circulation path
7. Liquid-gas ejector
8 Liquid-liquid ejector
9 Downward pipe
11, 16 throat
12 nozzles
13 Inhalation chamber
14 Inlet
15 Oxygen-containing gas supply path
17 Suction port
21 Narrowest part
22, 23 Expansion part
25 Sludge supply channel
26 Outlet
27 Digestion Sludge Road
28 lid
29 Exhaust gas path
31 Ozone treatment equipment
32 Ozone gas supply path
33 Sludge extraction path
34 gas-liquid mixed fluid path
35 Excess sludge discharge channel
36, 37, 38 valve
44 Reaction tank
45 spray
47 Liquid circulation path in tank
48 Ozone treated sludge transfer passage
50 Ozone treatment tower
51 Exhaust ozone gas passage
52 activated carbon
53 Process gas path
55 Humidity component-containing gas supply path

Claims (14)

生物汚泥を含む有機性汚泥を好気性消化槽において、供給された酸素含有ガスにより好気的に生物消化し、
好気性消化槽内の汚泥を取り出し循環路を通してポンプで好気性消化槽に圧送し、
湿度成分含有ガスにより加湿された酸素含有ガスを液−気エゼクタにより吸入し、循環路から圧送される循環汚泥と混合して気液混相流を形成し、
液−気エゼクタで形成された気液混相流を、下向管により好気性消化槽の底部に向かって下向流で通過させる
汚泥の好気性消化処理方法。In an aerobic digestion tank, organic sludge including biological sludge is aerobically digested with supplied oxygen-containing gas,
The sludge in the aerobic digestion tank is taken out and pumped to the aerobic digestion tank by a pump through the circulation path,
The oxygen-containing gas humidified by the humidity component-containing gas is sucked by the liquid-gas ejector and mixed with the circulating sludge pumped from the circulation path to form a gas-liquid multiphase flow,
An aerobic digestion treatment method for sludge, in which a gas-liquid mixed-phase flow formed by a liquid-gas ejector is passed in a downward flow toward a bottom of an aerobic digestion tank by a downward pipe. 好気性消化槽内の汚泥の一部を引き抜き、この引抜汚泥を改質処理装置において易生物分解性に改質し、
改質処理装置で改質処理した改質処理汚泥を好気性消化槽に戻す請求項１記載の方法。A part of the sludge in the aerobic digestion tank is withdrawn, and the extracted sludge is reformed to easily biodegradable in a reforming treatment device,
The method according to claim 1, wherein the reformed sludge that has been subjected to the reforming treatment by the reforming treatment device is returned to the aerobic digestion tank. 液−液エゼクタにより、液−気エゼクタから吐出される気液混相流を利用して消化槽内上部の汚泥を吸入し、気液混相流と混合して下向管に導入する請求項１または２記載の方法。The liquid-liquid ejector uses the gas-liquid mixed-phase flow discharged from the liquid-gas ejector to suck the sludge in the upper part of the digestion tank, mixes the sludge with the gas-liquid mixed-phase flow, and introduces the sludge into the downward pipe. 2. The method according to 2. 好気性消化は液温３０〜７０℃の高温で有機性汚泥を生物処理する高温好気性消化である請求項１ないし３のいずれかに記載の方法。The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the aerobic digestion is a high-temperature aerobic digestion in which organic sludge is biologically treated at a liquid temperature of 30 to 70 ° C. 改質処理により生じるガス、およびその他の湿度成分を含むガスから選ばれる１以上の湿度成分含有ガスを酸素含有ガスに加えて、酸素含有ガスを加湿する請求項１ないし４のいずれかに記載の方法。The gas according to any one of claims 1 to 4, wherein the oxygen-containing gas is humidified by adding at least one gas containing a humidity component selected from a gas generated by the reforming process and a gas containing another humidity component to the oxygen-containing gas. Method. 改質処理がオゾン処理である請求項１ないし５のいずれかに記載の方法。The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the reforming treatment is an ozone treatment. 酸素含有ガス中の酸素濃度が３０〜１００ｖｏｌ％であり、その酸素含有ガスの供給量が好気性消化槽１ｍ３あたり０．１〜０．４Ｎｍ３／ｈである請求項１ないし６のいずれかに記載の方法。Oxygen concentration in the oxygen-containing gas is 30~100vol%, any one of the supply amount of the oxygen-containing gas claims 1 to aerobic digestion tank 1 m 3 per 0.1~0.4Nm 3 / h 6 The method described in. 生物汚泥を含む有機性汚泥を導入し、供給された酸素含有ガスにより好気的に生物処理する好気性消化槽と、
好気性消化槽内の汚泥を取り出して好気性消化槽に圧送するポンプを有する循環路と、
酸素含有ガスを吸入し、循環路から圧送される循環汚泥と混合して気液混相流を形成する液−気エゼクタと、
液−気エゼクタに酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給路と、
酸素含有ガスを湿度成分含有ガスにより加湿する加湿手段と、
液−気エゼクタで形成された気液混相流を下向流で通過させるように好気性消化槽の底部に向かって延びる下向管と
を備えた汚泥の好気性消化処理装置。An aerobic digestion tank that introduces organic sludge including biological sludge and performs aerobic biological treatment with the supplied oxygen-containing gas;
A circulation path having a pump for removing sludge from the aerobic digestion tank and pumping the sludge to the aerobic digestion tank;
A liquid-gas ejector that inhales the oxygen-containing gas and mixes with the circulating sludge pumped from the circulation path to form a gas-liquid multiphase flow;
An oxygen-containing gas supply path for supplying an oxygen-containing gas to the liquid-gas ejector;
Humidifying means for humidifying the oxygen-containing gas with the humidity component-containing gas,
An aerobic digestion treatment apparatus for sludge, comprising: a downward pipe extending toward the bottom of an aerobic digestion tank so as to pass a gas-liquid mixed phase flow formed by a liquid-gas ejector in a downward flow. 好気性消化槽内の汚泥の一部を引き抜き、この引抜汚泥を易生物分解性に改質する改質処理装置と、
改質処理装置で改質処理した改質処理汚泥を好気性消化槽に戻す改質汚泥移送路と
をさらに備えた請求項８記載の装置。A reforming treatment device for extracting a part of the sludge in the aerobic digestion tank and reforming the extracted sludge to be easily biodegradable;
9. The apparatus according to claim 8, further comprising a reformed sludge transfer path for returning the reformed sludge that has been reformed by the reforming apparatus to the aerobic digestion tank. 液−気エゼクタから吐出される気液混相流を利用して消化槽内上部の汚泥を吸入し、気液混相流と混合するように水没して設けられ、かつ下向管に連結される液−液エゼクタ
をさらに備えた請求項８または９記載の装置。Utilizing the gas-liquid mixed phase flow discharged from the liquid-gas ejector to inhale the sludge in the upper part of the digestion tank, submerged to mix with the gas-liquid mixed phase flow, and connected to the downward pipe Apparatus according to claim 8 or 9, further comprising a liquid ejector. 好気性消化槽は液温３０〜７０℃の高温で有機性汚泥を生物処理する高温好気性消化槽である請求項８ないし１０のいずれかに記載の装置。The apparatus according to any one of claims 8 to 10, wherein the aerobic digestion tank is a high-temperature aerobic digestion tank for biologically treating organic sludge at a high liquid temperature of 30 to 70 ° C. 加湿手段が、改質処理により生じるガス、およびその他の湿度成分を含むガスから選ばれる１以上の湿度成分含有ガスを酸素含有ガスに加えて、酸素含有ガスを加湿するものである請求項８ないし１１のいずれかに記載の装置。The humidifying means adds at least one gas containing a humidity component selected from a gas generated by the reforming process and a gas containing another humidity component to the oxygen-containing gas to humidify the oxygen-containing gas. An apparatus according to any one of claims 11 to 13. 改質処理装置がオゾン処理装置である請求項９ないし１２のいずれかに記載の装置。The apparatus according to any one of claims 9 to 12, wherein the reforming treatment device is an ozone treatment device. 加湿手段が、オゾン処理装置から得られるオゾン処理排ガスを酸素含有ガスに加えて、酸素含有ガスを加湿するものである請求項１３記載の装置。14. The apparatus according to claim 13, wherein the humidifying means humidifies the oxygen-containing gas by adding ozone-treated exhaust gas obtained from the ozonation apparatus to the oxygen-containing gas.
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