JP2007534459A - 有機性排水及び汚泥の処理方法及び処理装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】嫌気性処理工程を組み入れた有機性排水又は汚泥の処理システムであって、該嫌気性消化工程の汚泥中に存在する2種類以上の微粒子の中から重金属由来化合物粒子を液中粒子状態で分離する分離手段を有し、該分離手段として該粒子の比重、粒径、表面電荷、磁性、及びぬれ性のうち少なくとも2つ以上の特性を利用した微粒子分級手段を採用することを特徴とする有機性排水及び汚泥の処理方法。及び装置。
【選択図】図1
Description
(1)嫌気性消化処理工程を含む有機性排水又は汚泥の処理方法であって、分離手段によって該嫌気性消化工程の汚泥中に存在する2種類以上の微粒子の中から重金属由来化合物粒子を液中粒子状態で分離することを更に含み、該分離手段が該粒子の比重、粒径、表面電荷、磁性、及びぬれ性のうち少なくとも2つ以上の特性を利用した微粒子分級手段を含むことを特徴とする有機性排水及び汚泥の処理方法。
(2)嫌気性消化処理工程を含み有機性排水又は汚泥の処理方法であって、分離手段1によって該嫌気性消化工程の汚泥中に存在する様々な種類の微粒子の中から特定の2種類以上の微粒子を液中粒子状態で分離こと、分離手段2によって該分離手段1で分離された2種類以上の微粒子を各々に分離することを更に含み、該各分離手段1及び2が該粒子の比重、粒径、表面電荷、磁性、及びぬれ性のうち少なくとも1つの特性を利用した微粒子分級手段を含むことを特徴とする有機性排水及び汚泥の処理方法。
(3)嫌気性消化処理工程を組み入れた有機性排水又は汚泥の処理方法であって、該嫌気性処理工程の汚泥中に存在する少なくとも2種類以上の微粒子を汚泥から別々に分離するプロセスとして、該汚泥をふるい体による夾雑物除去工程、及び液体サイクロンによる微粒子濃縮工程にかけること、及び、その後に、薄流選別処理または該処理方式に準じる微粒子分離工程、微粒子の沈降速度差を利用した微粒子分離工程、ジグによる微粒子分離工程、1種類以上のふるい体を組み込んだ微粒子分離工程、及び磁力選別機による微粒子分離工程のうち少なくとも2種類以上の工程にかけることを更に含むことを特徴とする有機性排水及び汚泥の処理方法。
(4)有機性汚泥からリン酸マグネシウムアンモニウムの結晶物と重金属含有粒子を分離回収することを特徴とする前記(1)〜(3)に記載の有機性排水及び汚泥の処理方法。(5)嫌気性消化工程の汚泥中に存在する数種類の微粒子の中からリン酸マグネシウムアンモニウムの結晶物と比重1.3以上のリン酸マグネシウムアンモニウム以外の微粒子を別々に分離回収することを特徴とする前記(1)〜(3)に記載の有機性排水及び汚泥の処理方法。
(6)嫌気性処理工程の汚泥からリン酸マグネシウムアンモニウムの結晶物と重金属含有粒子を分離回収する工程に先立って、又は該微粒子回収工程の途中において、該汚泥を曝気又は減圧処理することを特徴とする前記(1)〜(5)に記載の有機性排水及び汚泥の処理方法。
(7)嫌気性消化処理槽を含む有機性排水又は汚泥の処理装置であって、該嫌気性消化工程の汚泥中に存在する様々な種類の微粒子の中から特定の2種類以上の微粒子を液中粒子状態で分離する分離装置1、及び、該分離装置1で分離された2種類以上の微粒子を各々に分離する分離装置2を有し、該各分離装置1及び2として該粒子の比重、粒径、表面電荷、磁性、及びぬれ性のうち少なくとも1つの特性を利用した微粒子分級装置を使用することを特徴とする有機性排水及び汚泥の処理装置。
(8)嫌気性消化処理槽を含む有機性排水又は汚泥の処理装置であって、該嫌気性消化処理工程の汚泥中に存在する少なくとも2種類以上の微粒子を汚泥から別々に分離する微粒子分離装置として、該汚泥をふるい体による夾雑物除去工程、及び液体サイクロンによる微粒子濃縮工程にかける手段、及び、薄流選別処理または該処理方式に準じる微粒子分離工程、微粒子の沈降速度差を利用した微粒子分離工程、ジグによる微粒子分離工程、1種類以上のふるい体を組み込んだ微粒子分離工程、及び磁力選別機による微粒子分離工程のうち少なくとも2種類以上の工程にかける手段を更に含むことを特徴とする有機性排水及び汚泥の処理装置。
例えば、汚泥処理施設において微粒子分離プロセスにおいて使用できる洗浄水量に制限があり、対象汚泥量の5%未満の洗浄水しか使用できないような場合、該汚泥36をMGS39に供給し、それぞれの粒子の粒径と比重の違いから重金属系粒子とMAP粒子に分離する。MGS39は、汎用の揺動テーブルの水平面を丸めて回転ドラム内に押し込んだ装置と表現できる装置で、通常の数倍の重力を粒子に作用させることができる。このことによりMGS39では汎用のテーブルよりも細かい粒子まで選別が可能となる。MGS39はドラム回転数や洗浄倍率を制御することにより粒径別、比重別に粒子を分離することが可能な装置である。MGSは2つ以上の粒子排出口を持つ場合が多い。本発明法では(1)高比重粒子群と(2)低比重粒子及びスライム粒子群の2種類の粒子群を得る方法を採用した。MGSの運転条件を種々検討し最適化した結果、高比重粒子群中のMAP粒子比率を約70%にし、重金属系粒子比率を約20%にし、低比重粒子及びスライム粒子群中のMAP粒子比率を約3%にし、重金属系粒子比率を約10〜40%にする運転条件を見つけることに成功した。
本発明の別の態様を図3のフローチャートに示す。例えば、該微粒子分離プロセスにおいて使用できる洗浄水量制限が対象汚泥量の10%未満とされている場合、4インチサイクロン32から排出された汚泥33を上向流洗浄装置100に導入し、該汚泥33の約2〜10倍量の上向流洗浄水102により該汚泥を洗浄する。上向流洗浄装置100では粒子ごとの沈降速度の差を利用して複数種類の微粒子を分離すると同時に洗浄する。汚泥と洗浄水の混合液による線速度(LV)を所定の速度、例えば20〜50m/hに設定することにより比重及び粒子径の異なる微粒子はそれぞれ層を成し分離する。この場合、比重が小さく粒径も小さい粒子はその沈降速度よりも所定の線速度が大きいので該上向流洗浄装置100にとどまることができず洗い流されてしまう。該装置内に留まりその沈降速度に応じた膨張率で別々の層を成した各微粒子群は、該装置100に設けられた高さの異なる引き抜き管によりそれぞれ引き抜かれ、微粒子スラリー104及び105として各々分離回収することが可能となる。図3では微粒子スラリー105が有害物質として排出される。例えば40m/hの線速度(LV)ではMAP粒子は約2倍の膨張率であるのに対して一部の重金属系微粒子は4〜7倍の膨張率となる場合がある。
別々に分離回収することができる本プロセスを採用することにより、有害物質である重金属系粒子を分離除去するとともに、有価物であるMAP粒子を効率良く回収することが可能となる。
本実施例は、A下水処理場の嫌気性消化汚泥を使用して行ったパイロットプラント実験による実施例であり、フローは先に示した図2のフローと同じである。目的は汚泥中に存在するリン資源としてのMAP粒子の回収と重金属系微粒子等の有害粒子の除去とを行い、排出する汚泥のセメント原料としての利用効率を向上させるというものである。A処理場は嫌気好気法による活性汚泥処理を採用している。嫌気性消化槽22では、35℃での中温消化を実施した。滞留時間は25日であった。
2 最初沈殿池流出水
3 生物反応装置流出水
4 処理水
5 初沈汚泥
6 余剰汚泥
7 濃縮汚泥
9 消化汚泥
10 MAP脱離汚泥
12 脱水ケーキ
13 脱水ろ液
14 濃縮装置上澄液
17 最初沈殿池
18 生物学的排水処理反応槽
19 最終沈殿池
20 汚泥濃縮装置
22 汚泥嫌気性消化槽
23 微粒子分離システム
25 脱水装置
26 分離回収有価物(MAP粒子等)
27 重金属含有廃汚泥又は粒子
28 汚泥
29 振動ふるい
30 夾雑物
31 し渣なし消化汚泥
32 4インチ・サイクロン
33 微粒子濃縮汚泥
34 微粒子脱離汚泥
35 2インチ・サイクロン
36 微粒子濃縮汚泥
37 微粒子脱離汚泥
38 排出汚泥
39 MGS
40 洗浄水
41 微粒子スラリ1
42 微粒子スラリ2
43 磁力選別機
44 磁着物
100 上向流洗浄装置
102 洗浄水
103 微粒子脱離汚泥
104 微粒子スラリー
105 微粒子スラリー(有害物質)
106 振動ふるい
107 微粒子スラリー(有害物質)
Claims (8)
- 嫌気性消化処理工程を含む有機性排水又は汚泥の処理方法であって、分離手段によって該嫌気性消化工程の汚泥中に存在する2種類以上の微粒子の中から重金属由来化合物粒子を液中粒子状態で分離することを更に含み、該分離手段が、該粒子の比重、粒径、表面電荷、磁性、及びぬれ性のうち少なくとも2つ以上の特性を利用した微粒子分級手段を含むことを特徴とする有機性排水及び汚泥の処理方法。
- 嫌気性消化処理工程を含む有機性排水又は汚泥の処理方法であって、分離手段1によって該嫌気性消化工程の汚泥中に存在する様々な種類の微粒子の中から特定の2種類以上の微粒子を液中粒子状態で分離すること、及び、分離手段2によって該分離手段1で分離された2種類以上の微粒子を各々に分離することを更に含み、該各分離手段1及び2が、該粒子の比重、粒径、表面電荷、磁性、及びぬれ性のうち少なくとも1つの特性を利用した微粒子分級手段を含むことを特徴とする有機性排水及び汚泥の処理方法。
- 嫌気性消化処理工程を含む有機性排水又は汚泥の処理方法であって、該嫌気性処理工程の汚泥中に存在する少なくとも2種類以上の微粒子を汚泥から別々に分離するプロセスとして、該汚泥をふるい体による夾雑物除去工程、及び液体サイクロンによる微粒子濃縮工程にかけること、及び、その後に、薄流選別処理または該処理方式に準じる微粒子分離工程、微粒子の沈降速度差を利用した微粒子分離工程、ジグによる微粒子分離工程、1種類以上のふるい体を組み込んだ微粒子分離工程、及び磁力選別機による微粒子分離工程のうちの少なくとも2種類以上の工程にかけることを更に含むことを特徴とする有機性排水及び汚泥の処理方法。
- 有機性汚泥からリン酸マグネシウムアンモニウムの結晶物と重金属含有粒子を分離回収することを特徴とする請求項1〜3に記載の有機性排水及び汚泥の処理方法。
- 嫌気性消化処理工程の汚泥中に存在する数種類の微粒子の中からリン酸マグネシウムアンモニウムの結晶物及び比重1.3以上のリン酸マグネシウムアンモニウム以外の微粒子を別々に分離回収することを特徴とする請求項1〜3に記載の有機性排水及び汚泥の処理方法。
- 嫌気性消化処理工程の汚泥からリン酸マグネシウムアンモニウムの結晶物と重金属含有粒子を分離回収する工程に先立って、または微粒子回収プロセスの途中において、該汚泥を曝気又は減圧処理することを特徴とする請求項1〜5に記載の有機性排水及び汚泥の処理方法。
- 嫌気性消化処理槽を含む有機性排水又は汚泥の処理装置であって、該嫌気性消化工程の汚泥中に存在する様々な種類の微粒子の中から特定の2種類以上の微粒子を液中粒子状態で分離する分離装置1、及び、該分離装置1で分離された2種類以上の微粒子を各々に分離する分離装置2を更に含み、該各分離装置1及び2として該粒子の比重、粒径、表面電荷、磁性、及びぬれ性のうちの少なくとも1つの特性を利用した微粒子分級装置を使用することを特徴とする有機性排水及び汚泥の処理装置。
- 嫌気性消化処理槽を含む有機性排水又は汚泥の処理装置であって、該嫌気性消化処理工程の汚泥中に存在する少なくとも2種類以上の微粒子を汚泥から別々に分離する微粒子分離装置として、該汚泥をふるい体による夾雑物除去工程、及び液体サイクロンによる微粒子濃縮工程にかける手段、及び、薄流選別処理または該処理方式に準じる微粒子分離工程、微粒子の沈降速度差を利用した微粒子分離工程、ジグによる微粒子分離工程、1種類以上のふるい体を組み込んだ微粒子分離工程、及び磁力選別機による微粒子分離工程のうちの少なくとも2種類以上の工程にかける手段を更に含むことを特徴とする有機性排水及び汚泥の処理装置。
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