JP6154250B2 - 有機性廃棄物処理方法及び有機性廃棄物処理設備 - Google Patents
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Description
し尿処理施設では、し尿及び浄化槽汚泥を混合して生物処理設備にて生物学的脱窒処理を施すことが一般的である。浄化槽汚泥などの生物処理残渣は、予め固液分離して分離液と濃縮液とに分離される。分離液は生物処理設備へ投入され、濃縮液は可溶化処理(固形性有機物を溶解性有機物に転換)した後、生物処理設備へ投入される。
上記構成によれば、有機酸発酵工程における有機酸発酵の効率を向上させることができる。
上記構成によれば、有機酸発酵工程における有機酸発酵の効率を向上させることができる。また、有機酸発酵槽においてメタン発酵を抑制することができる。
上記構成によれば、第一固液分離装置と第二固液分離装置とを兼用することで、固液分離装置の数量を減じることができる。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図1に示すように、本実施形態の有機性廃棄物処理設備1は、生物処理設備3(生物処理水槽)を用いて、し尿W及び生物処理残渣Pの分離液を浄化する装置である。
生物処理残渣Pとは、浄化槽汚泥、生物処理余剰汚泥、消化汚泥、農業集落排水処理槽汚泥、畜産糞尿処理汚泥を含む有機性廃棄物である。
脱窒槽9は、槽内が嫌気性状態に維持され、有機炭素源の存在下にて主として脱窒菌の作用により硝酸性窒素、亜硝酸性窒素等の酸化態窒素を窒素ガスまで還元する装置である。必要に応じて有機炭素源を外部添加する場合もある。
二次脱窒槽11は、槽内が嫌気性状態に維持され、メタノール等の有機炭素源14の添加により、処理液中に残存する酸化態窒素を窒素ガスまで還元する装置である。
沈殿槽13は、生物学的脱窒処理後の処理液を余剰汚泥と処理水とに分離する装置であり、例えば、重力沈降方式、遠心分離方式、膜分離方式、凝集分離方式、浮上分離方式等が用いられる。ここで分離された余剰汚泥の一部を分岐し、返送汚泥として脱窒槽9に循環させても良い。
第一固液分離装置5と有機酸発酵槽6とは、濃縮液ライン17で接続されており、第一固液分離装置5にて生成された濃縮液Cは、濃縮液ライン17を介して有機酸発酵槽6に導入される。
有機酸発酵槽6とし尿ライン8とは、酸発酵汚泥ライン18で接続されている。有機酸発酵槽6にて生成される酸発酵汚泥Aは、酸発酵汚泥ライン18を介してし尿ライン8に導入され、次いでし尿Wとともに生物処理設備3に導入される。即ち、し尿ライン8、第一分離液ライン16、及び酸発酵汚泥ライン18とは、し尿W、第一分離液S1、及び酸発酵汚泥Aを生物処理設備3に導入する生物処理設備導入ラインとして機能する。
センサ24は、酸発酵汚泥AのORPを測定するORPセンサと、酸発酵汚泥Aの温度を測定する温度センサと、酸発酵汚泥AのpHを測定するpHセンサと、及び発酵汚泥のTS濃度を測定する濃度センサと、を有している。
攪拌機20は、有機酸発酵槽6内の酸発酵汚泥Aを混合する機械式の攪拌機であり、撹拌翼やパドルによって構成されている。攪拌機20としては、機械式の攪拌機以外にも、二重管式エアリフト攪拌機や、液循環ポンプと撹拌混合槽の組み合わせなどを採用することができる。
し尿用受入槽2に投入されたし尿Wは、図示しない前処理設備にて前処理が施された後、し尿ライン8を介して生物処理設備3に送られる。
一方、残渣用受入槽4に投入された生物処理残渣Pは、図示しない前処理設備にて前処理が施された後、残渣ライン15を介して第一固液分離装置5に送られる。第一固液分離装置5において、生物処理残渣Pは、第一分離液S1と濃縮液Cとに分離される(第一固液分離工程)。第一分離液S1は、第一分離液ライン16を介してし尿ライン8に導入され、濃縮液Cは、濃縮液ライン17を介して有機酸発酵槽6に導入される。
C5H7O2N + 5.75O2 → 5CO2 +0.5N2 + 3.5H2O
この化学反応によりNは1生成されるため、生成される液のBOD/N比は、
BOD/N=5.75/1=5.75
となる。
図3から、酸発酵汚泥AのpHは、6以下が効果的であることが認められる。
図4から、酸発酵汚泥AのORPは、−200mV〜+200mVが効果的であることが認められる。
また、有機酸発酵処理の際は、温度調整装置21によって、酸発酵汚泥Aの温度が0℃〜60℃に調整される。
また、有機酸発酵槽6の水理学的滞留時間(HRT,Hydraulic Retention Time)は、6日以内とする。
以下、本発明の第二実施形態の有機性廃棄物処理設備1Bを図面に基づいて説明する。なお、本実施形態では、上述した第一実施形態との相違点を中心に述べ、同様の部分についてはその説明を省略する。
図5に示すように、本実施形態の有機性廃棄物処理設備1Bは、有機酸発酵槽6にて生成される酸発酵汚泥を第二固液分離装置27にて固液分離することを特徴としている。
第二固液分離装置27は、第一固液分離装置5と同様に、例えば、遠心分離機(スクリューデカンタ形遠心分離機)によって構成することができる。第二固液分離装置27において、酸発酵汚泥Aは、第二分離液S2と濃縮汚泥CSとに分離される(第二固液分離工程)。
また、濃縮汚泥CSは系外へ排出されるか、資源化設備へ投入される。
以下、本発明の第三実施形態の有機性廃棄物処理設備1Cを図面に基づいて説明する。なお、本実施形態では、上述した第二実施形態との相違点を中心に述べ、同様の部分についてはその説明を省略する。
図6に示すように、本実施形態の有機性廃棄物処理設備1Cは、有機酸発酵槽6にて生成された酸発酵汚泥Aを第二固液分離装置27(図5参照)ではなく、再度第一固液分離装置5に戻す汚泥循環ライン30が設けられている。即ち、第二実施形態の第一固液分離装置5及び第二固液分離装置27とが単一の固液分離装置で構成されており、有機性廃棄物処理設備1Bの第二固液分離装置27にて実施する固液分離を、第一固液分離装置5で実施することを特徴としている。
第一固液分離装置5にて酸発酵汚泥Aから分離された分離液は、生物処理残渣Pから分離された第一分離液S1とともにし尿ライン8を介して生物処理設備3に送られる。
以下、本発明の第四実施形態の有機性廃棄物処理設備1Dを図面に基づいて説明する。なお、本実施形態では、上述した第二実施形態との相違点を中心に述べ、同様の部分についてはその説明を省略する。
図7に示すように、本実施形態の有機性廃棄物処理設備1Dは、第二固液分離装置27から分離された第二分離液S2を生物処理設備3の二次脱窒槽11に供給することを特徴としている。
第二固液分離装置27にて分離された濃縮汚泥CSは系外に排出されるか、資源化設備へ投入される。
なお、酸発酵汚泥Aを、第二固液分離装置27のみならず、し尿ライン8を介して生物処理設備3に送ってもよい。
3 生物処理設備
5 第一固液分離装置
6 有機酸発酵槽
8 し尿ライン
9 脱窒槽
10 硝化槽
11 二次脱窒槽
12 再曝気槽
13 沈殿槽
14 有機炭素源
15 残渣ライン
16 第一分離液ライン
17 濃縮液ライン
18 酸発酵汚泥ライン
19 調整用分離液ライン
20 攪拌機
21 温度調整装置
22 ORP調整装置
23 pH調整装置
24 センサ
27 第二固液分離装置
28,28D 第二分離液ライン
29 分岐第一分離液ライン
30 汚泥循環ライン
31 濃縮汚泥排出ライン
A 酸発酵汚泥
C 濃縮液
CS 濃縮汚泥
P 生物処理残渣
S1 第一分離液
S2 第二分離液
W し尿
Claims (13)
- し尿と浄化槽汚泥からなる生物処理残渣を、生物学的脱窒処理する生物処理設備にて生物学的脱窒処理する有機性廃棄物処理方法において、
予め前記生物処理残渣を第一分離液と濃縮液とに固液分離する第一固液分離工程と、
前記第一固液分離工程により生成された前記濃縮液を有機酸発酵槽にて有機酸発酵処理する有機酸発酵工程と、
前記第一分離液とともに、前記有機酸発酵工程により生成された酸発酵汚泥を前記生物処理設備に導入する生物処理設備導入工程と、を有することを特徴とする有機性廃棄物処理方法。 - 前記酸発酵汚泥を第二分離液と濃縮汚泥とに固液分離する第二固液分離工程を有し、
前記生物処理設備導入工程は、前記第一分離液とともに前記第二分離液を前記生物処理設備に導入することを特徴とする請求項1に記載の有機性廃棄物処理方法。 - 前記第一固液分離工程にて生成される第一分離液の少なくとも一部を前記第二固液分離工程にて固液分離することを特徴とする請求項2に記載の有機性廃棄物処理方法。
- 前記有機酸発酵工程における前記有機酸発酵槽内の前記酸発酵汚泥のTS濃度を10%以下とすることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の有機性廃棄物処理方法。
- 前記有機酸発酵槽における前記有機酸発酵槽内の前記酸発酵汚泥の酸化還元電位を−200mV〜+200mVの範囲とすることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の有機性廃棄物処理方法。
- 前記有機酸発酵工程における前記有機酸発酵槽内の前記酸発酵汚泥の水素イオン指数を6以下とすることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の有機性廃棄物処理方法。
- し尿と浄化槽汚泥からなる生物処理残渣を、生物学的脱窒処理する生物処理設備にて生物学的脱窒処理する有機性廃棄物処理設備において、
前記生物処理残渣を第一分離液と濃縮液とに固液分離する第一固液分離装置と、
前記第一固液分離装置により生成された前記濃縮液を有機酸発酵処理する有機酸発酵槽と、
前記第一分離液とともに前記有機酸発酵槽にて生成された酸発酵汚泥を前記生物処理設備に導入する生物処理設備導入ラインと、を有することを特徴とする有機性廃棄物処理設備。 - 前記酸発酵汚泥を第二分離液と濃縮汚泥とに固液分離する第二固液分離装置を有し、
前記生物処理設備導入ラインは、前記第一分離液とともに前記第二分離液を前記生物処理設備に導入することを特徴とする請求項7に記載の有機性廃棄物処理設備。 - 前記第一固液分離装置にて生成される第一分離液の少なくとも一部を前記第二固液分離装置に導入する分岐第一分離液ラインを有することを特徴とする請求項8に記載の有機性廃棄物処理設備。
- 前記第一固液分離装置と前記第二固液分離装置とは、単一の固液分離装置にて構成されていることを特徴とする請求項8に記載の有機性廃棄物処理設備。
- 前記有機酸発酵槽内の前記酸発酵汚泥のTS濃度を10%以下に調整するTS濃度調整装置を有することを特徴とする請求項7から請求項10のいずれか一項に記載の有機性廃棄物処理設備。
- 前記有機酸発酵槽内の前記酸発酵汚泥の酸化還元電位を−200mV〜+200mVの範囲に調整するORP調整装置を有することを特徴とする請求項7から請求項11のいずれか一項に記載の有機性廃棄物処理設備。
- 前記有機酸発酵槽内の前記酸発酵汚泥の水素イオン指数を6以下とするpH調整装置を有することを特徴とする請求項7から請求項12のいずれか一項に記載の有機性廃棄物処理設備。
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