JP5868059B2 - 排水処理装置およびその運転方法 - Google Patents
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Description
上記目的を達成するための本発明の排水処理装置の特徴構成は、
生ごみ粉砕処理廃液を受け入れる受け入れ部を設けるとともに、前記生ごみ粉砕処理廃液を沈殿分離する固液分離槽を備え、
前記固液分離槽で固液分離された液相を外部に排水する排水部を前記固液分離槽に設け、
前記固液分離槽にて沈殿分離された沈殿物を受け入れてバイオガス化する嫌気発酵槽を備え、
前記固液分離槽から前記嫌気発酵槽に沈殿物を移流させる移流部を設けてなり、
前記移流部に、前記固液分離槽と前記嫌気発酵槽との間を前記沈殿物により閉塞して、固形成分の前記嫌気発酵槽から前記固液分離槽への逆流を防止可能にする絞部を設けるとともに、
前記沈殿物を前記絞部を介して前記嫌気発酵槽に移流させ、前記嫌気発酵槽の余剰の液相を前記絞部を介して前記固液分離槽に返送可能にする沈殿物移流機構を前記嫌気発酵槽に設け、
前記嫌気発酵槽には、生成したバイオガスを外部に取り出すバイオガス取出路を設けた点にある。
上記構成によると、排水処理装置は、生ごみ粉砕処理廃液を受け入れ、その生ごみ粉砕処理廃液を前記固液分離槽にて固液分離し、前記固液分離した沈殿物を嫌気発酵槽に移流させてバイオガス化処理することができるとともに、菌体濃度を高濃度に維持することができ、バイオガス化処理を行って浄化された生ごみ粉砕処理廃液を排水することができる。
したがって、簡単な構成の絞部及び沈殿物移流機構を採用するだけで、前記嫌気発酵槽では沈殿物を嫌気発酵により連続的にガス化減容化し、バイオガスを回収できる。
前記絞部は、前記固液分離槽下部に設けたスリット状出口を備え、前記固液分離槽における沈殿物が、前記スリット状出口を閉塞して堆積する堆積層を形成可能に構成する。
上記構成によると、前記固液分離槽下部に沈殿した沈殿物が前記スリット状出口において下すぼまりに集合するから、前記スリット状出口で堰きとめられて堆積する。すると、前記スリット状出口に堆積した沈殿物は、前記沈殿物や、前記嫌気発酵槽内の微生物などの固形成分に関しては、これらを前記嫌気発酵槽から前記固液分離槽に逆流させるのを防止するフィルタとして機能することになる。
また、前記嫌気発酵槽に嫌気ガスを散気する散気装置を、前記スリット状出口の下方から上昇する気液混相流を形成可能に配置するとともに、前記散気装置に間欠的に嫌気ガスを供給するガス供給装置を設けて、前記沈殿物移流機構を形成してあってもよい。
上記構成によると、前記散気装置により前記嫌気ガスを前記嫌気発酵槽内に散気することによって、前記スリット状出口の下方から上昇する気液混相流を形成することができる。前記気液混相流が、前記スリット状出口の近傍を上昇すると、前記混相流の流れによるイジェクタ効果が生じ、前記スリット状出口に堰きとめられていた沈殿物を、前記嫌気発酵槽側に吸い出し、前記固液分離槽から前記嫌気発酵槽に移流させる沈殿物移流機構として機能することになる。また、このとき、前記散気装置に供給されるのは嫌気ガスであるため、前記嫌気発酵槽の嫌気発酵条件は良好に維持できる。このような嫌気ガスとしては、例えば、前記嫌気発酵槽で生成したバイオガスを利用することができる。
また、前記受け入れ部で受け入れた生ごみ粉砕処理廃液を可溶化する可溶化槽を備え、前記可溶化槽から前記固液分離槽に可溶化した生ごみ粉砕処理廃液を移流させる移流部を設けてあってもよい。
上記構成によると、固液分離槽で固液分離される生ごみ粉砕処理廃液は、受け入れ部で受け入れられた後、一旦可溶化槽にて貯留されて可溶化した状態で前記固液分離槽に流入する。すると、前記固液分離槽で固液分離され、前記嫌気発酵槽に移流される沈殿物量が、前記可溶化槽における生ごみ粉砕処理廃液の可溶化度合いに応じて調整されるから前記固液分離槽から前記嫌気発酵槽に移流する沈殿物量を適切に設定して、前記嫌気発酵槽における円滑な嫌気発酵を妨げることなく排水処理を持続することができる。
また、前記固液分離槽で固液分離された液相の移流を受け、好気処理する好気処理槽を備えてもよい。
先述の構成によると、前記固液分離槽を経た生ごみ粉砕処理廃液の液相部分は、主に嫌気処理をされていない廃液であるから、比較的BODの高い状態であることが予想されるが、さらに好気処理を行うことによってBODを低下させ、自然環境に放流することのできる水質にまで浄化することが可能になり、好気処理槽を備えて排水をさらに好気処理して放流可能な構成とすることで家庭用浄化槽等としても利用できる構成とすることができるので好ましい。
また、散気装置にガス供給するガス供給装置を備えて沈殿物移流機構を設けた場合、前記嫌気発酵槽における沈殿物のバイオガス化に伴って減少する減少量に応じて前記ガス供給装置によるガス供給を行う排水処理装置の運転方法を行うことができる。
上記方法によると、前記嫌気発酵槽ではバイオガス化処理するに適した量の沈殿物を前記嫌気発酵槽内に収容し、嫌気発酵によりバイオガス化することができるので、効率よくバイオガス化をすすめることができるとともに、前記絞部に堰きとめられて堆積する沈殿物の量を適切に維持し、沈殿物移流機構による沈殿物の移流を円滑に維持することができる。
本願の排水処理装置は、図1〜図4に示すように、排水処理装置本体Aの内部を仕切って、貯留槽1、固液分離槽2、嫌気発酵槽3を形成して、生ごみ粉砕処理廃液を受け入れる受け入れ部11と、各槽間を処理液が移流する移流部14、26と、処理済の排水を排水処理装置本体A外へ排出する排水部24とを形成し、嫌気発酵槽3から発生したバイオガスを回収するバイオガス取出路32を設けた構成となっている。
図1〜図4に示すように、前記貯留槽1は、前記排水処理装置本体Aの内部において生ごみ粉砕処理廃液を液面近傍において受け入れる受け入れ部11を備え、内部に生ごみ粉砕処理廃液を貯留可能な貯留空間12を形成している。また、前記貯留空間12内部には、撹拌ポンプP1により嫌気ガスを供給する散気管13を設け、貯留槽1の下部より曝気撹拌することにより、受け入れた生ごみ粉砕処理廃液を貯留しつつ、より可溶化し、流動化を図る可溶化槽として機能するように構成してある。
図1、図2、図5に示すように、固液分離槽2は、前記排水処理装置本体Aの内部において、前記移流部14より受け入れる可溶化液を下方に案内する案内壁部21を備え、案内壁部21により下方に案内された可溶化液から固形成分を沈殿分離可能にする沈殿分離空間22を形成してある。また、前記沈殿分離空間22の内部には、上部(図中では案内壁部21の下端部よりやや上方位置)に撹拌ポンプP4により嫌気ガスを供給する散気管23を設け、前記沈殿分離空間22の内部における可溶化液の上澄液を撹拌してさらに浄化する構成としてある(図1、図2参照)。
図1、図3、図5に示すように、嫌気発酵槽3は、前記排水処理装置本体Aの内部において、前記移流部26より受け入れられる沈殿物をメタン細菌による嫌気発酵により生物分解する嫌気発酵空間31を形成してある。前記嫌気発酵空間31の上方空間は、前記沈殿物を含む液相と仕切壁W13,W23および排水処理装置本体Aの内壁で囲まれた気密空間を形成し、前記嫌気発酵空間31で生成したバイオガスを収集するバイオガス収集空間を構成する。
上記実施の形態では、浄化済みの上澄液は、固液分離槽2から直接排水処理装置外へ流出させられる構成としたが、図8、図9に示すように排水処理装置内部にさらに、好気処理槽4を形成しておき、固液分離槽2からオーバーフローする排水を好気処理槽4に移流させ、さらに好気処理するとともに、自然界に放流可能な水質レベルにまで浄化し、排水可能な家庭用浄化槽等として用いることができる。
また、前記好気処理槽4には、スポンジ状の担体42を多数収容する。また、前記エアポンプP5よりエア供給して散気する散気管43を内装し、前記散気管43からの給気により、その担体42に、好気処理槽4内の液を好気処理する好気性菌を生育させるとともに、前記担体42が流動床を形成する循環流を槽内に形成可能に構成してある。
また、前記排水部41近傍に分離壁部44を設け、排出される処理済の排水に固形成分が混入するのを抑制し、固形成分を含まない清浄な上澄液が排出される構成としてあるとともに、前記好気処理槽4下部に沈殿した沈殿汚泥を、前記貯留槽1に返送するための返送管45を設けてある。これにより、前記好気処理槽4では、前記固液分離槽2からの排水をさらに好気処理して浄化するとともに、前記好気処理槽4で発生した沈殿汚泥を上流側の貯留槽1に返送して再度嫌気発酵槽3にて処理可能に構成してある。尚、前記返送管45は、縦管に供給される揚水用ガスにより管内の水位を横管接続高さまで上昇させ、横管接続高さに達した被処理水を上流側に返送する構成としてあり、揚水用のガスとしては、上流側の貯留槽1、固液分離槽2、嫌気発酵槽3が好気性に偏るのを防止する目的で、嫌気ガスを用いる。嫌気ガスは、前記バイオガスタンクTより各散気管13,23,33に嫌気ガスとしてバイオガスを供給する管路を分岐して、ガスリフター用ポンプP2より返送管45の縦管部分の下部に供給可能に構成してある(図5参照)。
11 :受け入れ部
12 :貯留空間
13 :散気管
14 :移流部
2 :固液分離槽
21 :案内壁部
22 :沈殿分離空間
23 :散気管
24 :排水部
25 :分離壁部
26 :移流部
26a :スリット状出口(絞部)
26b :傾斜壁部
26c :堆積層
27 :流出管
28 :移流部
3 :嫌気発酵槽
31 :嫌気発酵空間
32 :バイオガス取出路
33 :散気装置
4 :好気処理槽
41 :排水部
42 :担体
43 :散気管
44 :分離壁部
45 :返送管
A :排水処理装置本体
P1 :撹拌ポンプ
P2 :ガスリフター用ポンプ
P3 :散気ポンプ
P4 :撹拌ポンプ
P5 :エアポンプ
T :バイオガスタンク
W12〜
W24:仕切壁
Claims (6)
- 生ごみ粉砕処理廃液を受け入れる受け入れ部を設けるとともに、前記生ごみ粉砕処理廃液を沈殿分離する固液分離槽を備え、
前記固液分離槽で固液分離された液相を外部に排水する排水部を前記固液分離槽に設け、
前記固液分離槽にて沈殿分離された沈殿物を受け入れてバイオガス化する嫌気発酵槽を備え、
前記固液分離槽から前記嫌気発酵槽に沈殿物を移流させる移流部を設けてなり、
前記移流部に、前記固液分離槽と前記嫌気発酵槽との間を前記沈殿物により閉塞して、固形成分の前記嫌気発酵槽から前記固液分離槽への逆流を防止可能にする絞部を設けるとともに、
前記沈殿物を前記絞部を介して前記嫌気発酵槽に移流させ、前記嫌気発酵槽の余剰の液相を前記絞部を介して前記固液分離槽に返送可能にする沈殿物移流機構を前記嫌気発酵槽に設け、
前記嫌気発酵槽には、生成したバイオガスを外部に取り出すバイオガス取出路を設けた排水処理装置。 - 前記絞部は、前記固液分離槽下部に設けたスリット状出口を備え、前記固液分離槽における沈殿物が、前記スリット状出口を閉塞して堆積する堆積層を形成可能に構成してある請求項1に記載の排水処理装置。
- 前記嫌気発酵槽に嫌気ガスを散気する散気装置を、前記スリット状出口の下方から上昇する気液混相流を形成可能に配置するとともに、前記散気装置に間欠的に嫌気ガスを供給するガス供給装置を設けて、前記沈殿物移流機構を形成してある請求項2に記載の排水処理装置。
- 前記受け入れ部で受け入れた生ごみ粉砕処理廃液を可溶化する可溶化槽を備え、前記可溶化槽から前記固液分離槽に可溶化した生ごみ粉砕処理廃液を移流させる移流部を設けた請求項1〜3のいずれか一項に記載の排水処理装置。
- 前記固液分離槽で固液分離された液相の移流を受け、好気処理する好気処理槽を備えた請求項1〜4のいずれか一項に記載の排水処理装置。
- 請求項3に記載の排水処理装置の運転方法であって、
前記嫌気発酵槽における沈殿物のバイオガス化に伴って減少する減少量に応じて前記ガス供給装置によるガス供給を行う排水処理装置の運転方法。
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